SE1251196A1 - Method and system for determining at least one property of a manipulator - Google Patents

Method and system for determining at least one property of a manipulator Download PDF

Info

Publication number
SE1251196A1
SE1251196A1 SE1251196A SE1251196A SE1251196A1 SE 1251196 A1 SE1251196 A1 SE 1251196A1 SE 1251196 A SE1251196 A SE 1251196A SE 1251196 A SE1251196 A SE 1251196A SE 1251196 A1 SE1251196 A1 SE 1251196A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
joint
manipulator
actuator
deterrnining
torque
Prior art date
Application number
SE1251196A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE536708C2 (en
Inventor
Klas Nilsson
Original Assignee
Cognibotics Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cognibotics Ab filed Critical Cognibotics Ab
Priority to SE1251196A priority Critical patent/SE536708C2/en
Priority to RU2015114788A priority patent/RU2667938C2/en
Priority to CA2887038A priority patent/CA2887038C/en
Priority to ES13795603.3T priority patent/ES2622304T3/en
Priority to KR1020157013379A priority patent/KR102144142B1/en
Priority to EP13795603.3A priority patent/EP2911832B1/en
Priority to PCT/SE2013/051224 priority patent/WO2014065744A1/en
Priority to JP2015537664A priority patent/JP6238421B2/en
Priority to DK13795603.3T priority patent/DK2911832T3/en
Priority to BR112015008933-0A priority patent/BR112015008933B1/en
Priority to HUE13795603A priority patent/HUE033139T2/en
Priority to MX2015005051A priority patent/MX343791B/en
Priority to AU2013335352A priority patent/AU2013335352B2/en
Priority to US14/436,233 priority patent/US9645565B2/en
Priority to CN201380055381.7A priority patent/CN104736307B/en
Priority to PT137956033T priority patent/PT2911832T/en
Publication of SE1251196A1 publication Critical patent/SE1251196A1/en
Publication of SE536708C2 publication Critical patent/SE536708C2/en
Priority to IN3959DEN2015 priority patent/IN2015DN03959A/en
Priority to HK15112410.0A priority patent/HK1211538A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1641—Programme controls characterised by the control loop compensation for backlash, friction, compliance, elasticity in the joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1692—Calibration of manipulator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1121—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40381—Control trajectory in case of joint limit, clamping of joint
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41059—Play in gear, screw backlash, lost motion

Abstract

Abstract The invention relates to a method for deterrnining at least one property of a joint of amanipulator (110), Wherein said manipulator is configured to be driven by at least oneactuator, the actuator being configured to drive said joint (112, 114, 116-119) via a drive trainand a controller (140) conf1gured to control said manipulator, the method comprising: - docking (200) a moveable part of the manipulator to a point in space, such that themanipulator reaches a clamped pose and While in said clamped pose: - actuating (210) said drive train While monitoring one or more parameters related to a torqueof said actuator and While monitoring a motor position in order to determine (220) outputvalues of said actuator corresponding to different joint positions of said manipulator; and - deterrnining (230) at least one property of said joint based on at least the result of acomparison of said output values. The invention also comprises a system and a docking item for deterrnining the at least one property of a joint. Publish With figure 1.

Description

I robottillämpningar, såsom de for robotar inom tillverkningsindustrin, är det mycket värdefullt om den resulterande fysiska posen, inom vissa toleranser, överensstämmer med den programmerade posen. In robot applications, such as those for robots in the manufacturing industry, it is very valuable if the resulting physical pose, within certain tolerances, conforms to the programmed pose.

En utböjning är en avvikelse mellan den programmerade och den fysiska posen, i en och samma position eller på ett flertal positioner längs en bana, eller vid någon användning av roboten. Hantering av utböjningar via justeringar i användarprogrammet eller via inläming av (något avvikande) programmerade poser begränsar återanvändning av robotens uppgiftsbeskrivning, vilket ökar kostnaden för programmering och driftsättning av roboten.A deflection is a deviation between the programmed and the physical pose, in one and the same position or in a number of positions along a path, or in any use of the robot. Handling deflections via adjustments in the user program or via submission of (slightly deviating) programmed poses limits reuse of the robot's task description, which increases the cost of programming and commissioning the robot.

Under de första decennierna av robotutvecklingen berodde stora avvikelser på bristande styrning (algoritmer, sensorer och oförutsägbara manöversystem), men från mitten av 1980- talet och framåt avviker robotar från sina programmerade rörelser på grund av manipulatoregenskaper och brist på kompensation i styrningen, även om styrdonet normalt sett har en lämplig struktur och fiinktionalitet (men saknar specifika data för robotindividen for att möjliggöra sådan kompensation). Det finns således ett behov av att hantera dessa avvikelser i syfte att erhålla så liten avvikelse som möjligt från den programmerade posen.During the first decades of robot development, large deviations were due to lack of control (algorithms, sensors and unpredictable control systems), but from the mid-1980s onwards robots deviate from their programmed movements due to manipulator properties and lack of compensation in the control, even if the controller normally has a suitable structure and functionality (but lacks specific data for the robot individual to enable such compensation). Thus, there is a need to handle these deviations in order to obtain as little deviation as possible from the programmed pose.

Det finns flera orsaker till avvikelser från den programmerade posen. En orsak kan vara felaktigheter i länk- och ledgeometrier, dvs kinematiska fel. Kinematiska fel hanteras med kinematisk kalibrering, vilken vanligtvis kan erhållas från robottillverkaren.There are several reasons for deviations from the programmed pose. One reason may be inaccuracies in link and joint geometries, ie kinematic errors. Kinematic faults are handled with kinematic calibration, which can usually be obtained from the robot manufacturer.

En annan orsak till avvikelse är relaterad till bristande noggrannhet i led- och arrnmekanik och/eller i styrning av arrndynamiken under snabba rörelser, såsom vridmomentsmättnad på grund av led- eller flerkroppseffekter. Normalt hanteras sådana avvikelser med modellbaserad styrning som tillhandahålls av robottillverkaren. Ännu en orsak till avvikelser från en programmerad pose härrör från felaktigheter på grund av kraftinteraktion mellan manipulatoms verktyg och arbetsstycket, men också på grund av gravitationen och andra krafter som verkar på manipulatorn. Sådana avvikelser hänför sig också till leddynamik runt om eller längs med ledrörelsen på grund av toleranser hos lager och hos andra leddelar.Another cause of deviation is related to a lack of accuracy in joint and arm mechanics and / or in controlling the arm dynamics during rapid movements, such as torque saturation due to joint or fl body effects. Normally, such deviations are handled with model-based control provided by the robot manufacturer. Yet another cause of deviations from a programmed pose is due to inaccuracies due to force interaction between the manipulator tool and the workpiece, but also due to gravity and other forces acting on the manipulator. Such deviations also relate to joint dynamics around or along the joint movement due to tolerances in bearings and in other joint parts.

Det finns flera typer av lösningar som behandlar de nämnda typema av avvikelser, där optiska spåmingssystem är de vanligaste. En typ av lösning använder extema kalibreringssystem med externa sensorer som detekterar vridmoment eller ledpositioner i leder eller verktygsväxlare.There are fl your types of solutions that deal with the mentioned types of deviations, where optical tracking systems are the most common. One type of solution uses extreme calibration systems with external sensors that detect torque or joint positions in joints or tool changers.

Sådana lösningar kan användas i storskaliga produktionsanläggningar med ett stort antal robotar eftersom kostnaden för den externa kalibreringsutrustningen ofta överstiger kostnaden for en enskild robot. I mindre produktionsanläggningar som bygger på användningen av en eller ett fåtal robotar, är sådana externa kalibreringssystem ofta inte tillämpliga på grund av orimliga kostnader. Ett exempel på ett externt kalibreringssystem beskrivs i WO20l2/076038.Such solutions can be used in large-scale production facilities with a large number of robots because the cost of the external calibration equipment often exceeds the cost of a single robot. In smaller production facilities based on the use of one or a few robots, such external calibration systems are often not applicable due to unreasonable costs. An example of an external calibration system is described in WO2012 / 076038.

En något modifierad version av ett system for kalibrering presenterades i artikeln "Kinematic Calibration by Direct estimation of the J acobian Matrix" (kinematisk kalibrering genom direktestimering av J akobianmatrisen) av Bennet, Hollerbach och Henri (presenterat vid ICRA 1992, iNice, Frankrike). I artikeln skattas parametrar i en J akobianmatris (som uttrycker beroendet mellan ändpunktshastigheter och ledhastigheter, eller motsvarande for krafter/moment) for en robot genom att först hålla fast roboten i en fordefinierad pose och därefter driva lederna i roboten baserat på information från en extern kraft/moment-sensor som är fäst till robotens sista länk nära fasthållningspunkten. Data som erhålls från en uppsättning sådana driftsfall resulterar i en uppsättning sådana matriser, vilka används för att beräkna de kinematiska parametrama. Men även då kinematisk kalibrering utförts med en sådan kraft/moment-baserad metod som bortser från dynamiken mellan ställdon och ledrörelse så kvarstår avvikelser på grund av dynamiska krafter och kraftinteraktioner med arbetsstycket.A slightly modified version of a calibration system was presented in the article "Kinematic Calibration by Direct Estimation of the Jacobian Matrix" (kinematic calibration by direct estimation of the Jacobian matrix) by Bennet, Hollerbach and Henri (presented at ICRA 1992, iNice, France). The article estimates parameters in a J acobian matrix (which expresses the dependence between endpoint velocities and joint velocities, or equivalent for forces / moments) for a robot by first holding the robot in a predefined pose and then driving the joints in the robot based on information from an external force / torque sensor attached to the robot's last link near the holding point. Data obtained from a set of such operating cases results in a set of such matrices, which are used to calculate the kinematic parameters. But even when kinematic calibration is performed with such a force / torque-based method that ignores the dynamics between actuator and articulation, deviations remain due to dynamic forces and force interactions with the workpiece.

Jämfört med befintlig teknik finns således ett behov av ett enkelt och billigt sätt att bestämma ledparametrar for en robot i syfte att kalibrera robotens positioner och rörelser.Compared with existing technology, there is thus a need for a simple and inexpensive way of determining joint parameters for a robot in order to calibrate the robot's positions and movements.

Sammanfattning av uppfinningen Syftet med den föreliggande uppfinningen är att lösa åtminstone några av de tidigare nämnda nackdelama med existerande teknologi.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve at least some of the previously mentioned disadvantages of existing technology.

Enligt en aspekt av den föreliggande uppfinningen så hänför sig lösningen till en metod för att bestämma åtminstone en egenskap hos en manipulatorled, varvid manipulatom är konfigurerad att drivas av åtminstone ett ställdon och ställdonet är konfigurerat till att driva leden via en drivlina och en styrenhet som är så konfigurerad så att den styr manipulatom, varvid metoden omfattar: - fastspänning av en rörlig del av nämnda manipulator till en punkt i rummet så att nämnda manipulator uppnår en fasthållen pose, och medan den befinner sig i nämnda fasthållna pose: - påverkan av drivlinan medan en eller flera parametrar som hänför sig till ett anbringat vridmoment for ställdonet kontrolleras, och medan motorns position kontrolleras för att bestämma ställdonets utvärden som motsvarar olika ledpositioner hörande till nämnda manipulator; och - bestämning av minst en egenskap hos denna led baserat på åtminstone resultatet av en jämförelse av dessa utvärden.According to one aspect of the present invention, the solution relates to a method for determining at least one property of a manipulator joint, the manipulator being configured to be driven by at least one actuator and the actuator being configured to drive the joint via a drive line and a control unit which is so configured to control the manipulator, the method comprising: - clamping a moving part of said manipulator to a point in space so that said manipulator achieves a held pose, and while in said held pose: - actuating the driveline while one or more parameters relating to an applied torque of the actuator are checked, and while the position of the motor is checked to determine the values of the actuator corresponding to different joint positions belonging to said manipulator; and - determining at least one property of this link based on at least the result of a comparison of these values.

Enligt den föreliggande uppfinningen utvidgas följaktligen begreppet ledparametrar (eller ledegenskaper) till att omfatta egenskapema hos dynamiken mellan ställdon och led, som motsvarar data som hittills har varit alltför kostsamt eller svårt att erhålla for användning i praktiska robottillämpningar.Accordingly, according to the present invention, the concept of joint parameters (or joint properties) is extended to include the properties of actuator and joint dynamics which correspond to data which have hitherto been too expensive or difficult to obtain for use in practical robot applications.

En fördel med ovanstående metod är att ledparametrama bestäms direkt från roboten/manipulatorn själv, vilket gör kalibreringen av roboten mycket billigare än om tidigare kända kalibreringstekniker används. Dessa parametrar kan antingen utläsas direkt från positions- och vridmomentsignaler från roboten själv (om båda finns) eller härledas från andra signaler och fysikaliska egenskaper utifrån ställdonspositionsdata som erhållits från befintliga position/vinkel-givare. Ett exempel på stålldonsposition kan vara motorns vinkel/vinklar för leden/ledema vars egenskaper skall bestämmas.An advantage of the above method is that the joint parameters are determined directly from the robot / manipulator itself, which makes the calibration of the robot much cheaper than if previously known calibration techniques are used. These parameters can either be read directly from position and torque signals from the robot itself (if both exist) or derived from other signals and physical properties based on actuator position data obtained from existing position / angle sensors. An example of a steel position can be the motor angle (s) of the joint (s) whose properties are to be determined.

Vissa fysikaliska egenskaper kan användas för kompensation av avvikelser. De kan även användas för kompenseringar relaterade till utförandet av den metod med vilken de erhållits.Some physical properties can be used to compensate for deviations. They can also be used for compensations related to the performance of the method by which they were obtained.

Ett exempel på fysikaliska egenskaper för prestandajustering kan vara frekvenssvaret hos den drivlina som driver en viss led.An example of physical properties for performance adjustment may be the frequency response of the driveline driving a particular joint.

Ovanstående metod kan också innefatta stegen att erhålla nominella kinematiska parametrar for nämnda manipulator och uppdatera de nominella kinematiska parametrama baserat på ledens minst ena egenskap som bestäms enligt den ovan beskrivna metoden. Detta har den fördelen att fel i den kinematiska modellen av robotmanipulatorn på grund av felaktigheter i manipulatoms leder kan reduceras jämfört med existerande kalibreringstekniker. På detta sätt ger kalibrering av roboten med hjälp av ledegenskaperna, tillsammans med uppdaterade kinematiska parametrar, en mycket noggrannare positionering och repeterbarhet jämfört med att enbart använda parametrar från befintlig kinematisk kalibrering.The above method may also include the steps of obtaining nominal kinematic parameters for said manipulator and updating the nominal kinematic parameters based on at least one property of the joint determined according to the method described above. This has the advantage that errors in the kinematic model of the robotic manipulator due to errors in the joints of the manipulator can be reduced compared to existing calibration techniques. In this way, calibration of the robot using the guiding properties, together with updated kinematic parameters, provides a much more accurate positioning and repeatability compared to using only parameters from existing kinematic calibration.

Ytterligare en aspekt av den föreliggande uppfinningen relaterar till ett system för att bestämma åtminstone en egenskap hos en manipulatorled, varvid systemet innefattar: - en manipulator omfattande minst ett ställdon konfigurerat till at driva leden via en drivlina och en styrenhet konfigurerad att styra nämnda manipulator, - ett fastspänningselement konfigurerat att tillhandahålla minst en punkt i rummet för fastspänning av nämnda manipulator, varvid styrenheten i sin tur är konfigurerad att styra nämnda manipulator för att medge fastspänning till den minst ena punkten i rummet som tillhandahållits av fastspänningselementet så att nämnda manipulator uppnår en fasthållen pose. Systemet karakteriseras av att styrenheten därutöver är konfigurerad så att den, när nämnda manipulator är i den fasthållna posen, styr ställdonet så att drivlinan påverkas medan en parameter som hänför sig till ställdonets vridmoment kontrolleras, och att kontrollera ledpositionen för att bestämma ställdonets utvärden, for att därigenom bestämma minst en egenskap hos denna led baserat på åtminstone resultatet av en jämförelse av dessa utvärden.A further aspect of the present invention relates to a system for determining at least one property of a manipulator joint, the system comprising: - a manipulator comprising at least one actuator configured to drive the joint via a drive line and a control unit configured to control said manipulator, a clamping member configured to provide at least one point in the space for clamping said manipulator, the control unit in turn being configured to guide said manipulator to allow clamping to the at least one point in the space provided by the clamping member so that said manipulator achieves a held pose . The system is characterized in that the control unit is additionally configured so that, when said manipulator is in the held position, it controls the actuator so that the driveline is actuated while controlling a parameter relating to the actuator torque, and to check the articulation position to determine the actuator values. thereby determining at least one property of this link based on at least the result of a comparison of these values.

En stor fördel med ett sådant system är att det gör det möjligt att bestämma ledparametrar som är tillgängliga från sj älva manipulatorn med hjälp av modeller av drivlinan i samband med lättillgängliga lägessensorer. Dessa parametrar kan sedan användas direkt för att uppdatera ett robotanvändarprogram eller indirekt för att uppdatera servostyrningen av manipulatorlederna för den specifika robotmodellen (eller robotindividen, t.ex. efter en viss tids användning eller slitage) på vilka mätningar har utförts. Allt detta sker på ett enkelt och relativt billigt sätt, eftersom det enda extema elementet som behövs är någon form av fastspänningselement som används för fastspänning av manipulatorn i en eller flera punkter i arbetsområdet.A major advantage of such a system is that it makes it possible to determine joint parameters that are accessible from the manipulator itself with the aid of models of the driveline in connection with easily accessible position sensors. These parameters can then be used directly to update a robot user program or indirectly to update the servo control of the manipulator joints for the specific robot model (or the robot individual, eg after a certain period of use or wear) on which measurements have been performed. All this is done in a simple and relatively inexpensive way, since the only extreme element needed is some form of clamping element used for clamping the manipulator at one or fl your points in the working area.

En annan aspekt av den föreliggande uppfinningen hänför sig till ett fasthållandelement konfigurerat till att tillhandahålla åtminstone en punkt i rummet för fastspänning av en manipulator för att bestämma åtminstone en egenskap av en led hos manipulatom i enlighet med tidigare nämnd metod.Another aspect of the present invention relates to a retaining member configured to provide at least one point in the space for clamping a manipulator to determine at least one property of a joint of the manipulator in accordance with the aforementioned method.

Föredragna utföringsforrner av den föreliggande uppfinningen anges i de beroende kraven och i den detaljerade beskrivningen.Preferred embodiments of the present invention are set forth in the dependent claims and in the detailed description.

Kort beskrivning av de bifogade figurema Nedan kommer uppfinningen att beskrivas i detalj med hänvisning till följ ande bifogade figurer: Fig. l visar ett system för bestämning av ledegenskaper hos en manipulator enligt en utföringsform av den föreliggande uppfinningen.Brief Description of the accompanying Figures The invention will be described in detail below with reference to the following accompanying figures: Fig. 1 shows a system for determining the joint properties of a manipulator according to an embodiment of the present invention.

Fig. 2 visar ett flödesschema för en metod för att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt en utföringsforrn av den föreliggande uppfinningen.Fig. 2 shows a fate diagram of a method for determining the joint properties of a manipulator according to an embodiment of the present invention.

Fig. 3 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt en annan utföringsform av den föreliggande uppfinningen.Fig. 3 shows a fate diagram for a method for determining the joint properties of a manipulator according to another embodiment of the present invention.

Fig. 4 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt ytterligare en annan utföringsform av den fóreliggande uppfinningen.Fig. 4 shows a fate diagram for a method for determining the joint properties of a manipulator according to yet another embodiment of the present invention.

Fig. 5 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt en annan utföringsforrn av den föreliggande uppfinningen.Fig. 5 shows a fate diagram for a method for determining the joint properties of a manipulator according to another embodiment of the present invention.

Fig. 6 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt ytterligare en annan utföringsform av den fóreliggande uppfinningen.Fig. 6 shows a fate diagram for a method for determining the joint properties of a manipulator according to yet another embodiment of the present invention.

Fig. 7 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt ytterligare en annan utfóringsform av den fóreliggande uppfinningen.Fig. 7 shows a fate diagram for a method for determining the joint properties of a manipulator according to yet another embodiment of the present invention.

Fig. 8 visar ett diagram som illustrerar hur en utföringsform av den föreliggande uppfinningen fungerar.Fig. 8 shows a diagram illustrating how an embodiment of the present invention works.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Termen robot definieras i den följ ande beskrivningen som en kombination av en manipulator konfigurerad att arbeta på arbetsobjekt och en styrenhet som styr manipulatorns rörelser och en eller flera leder i manipulatom. Följ ande exempel på utfóringsforrner av uppfinningen skall endast betraktas som illustrativa exempel och inte som begränsningar av själva uppfinningen.Detailed Description of Preferred Embodiments of the Invention The term robot is defined in the following description as a combination of a manipulator configured to operate on work objects and a control unit that controls the movements of the manipulator and one or more joints in the manipulator. The following examples of embodiments of the invention are to be considered as illustrative examples only and not as limitations of the invention itself.

Fig. 1 visar ett system 100 fór att bestämma ledegenskaper för en manipulator 110 med hjälp av ett fastspänningselement 160. En styrenhet 140 styr rörelsen hos manipulatom 110 och eventuellt även hos fastspänningselementet. Beroende på preferenser kan styrenheten 140 vara extern i form av en manuell eller automatisk styrenhet eller en digital dator, eller intem, dvs inbyggd i själva manipulatom 110.Fig. 1 shows a system 100 for determining guide properties of a manipulator 110 by means of a clamping element 160. A control unit 140 controls the movement of the manipulator 110 and possibly also of the clamping element. Depending on the preferences, the control unit 140 may be external in the form of a manual or automatic control unit or a digital computer, or internal, i.e. built into the manipulator 110 itself.

Som framgår av figuren innefattar manipulatom 110 ett antal leder 112, 114, 116, 117, 118 och 119 som förbinder olika sektioner hos manipulatom på ett sätt som är känt för fackniannen. Varje led av manipulatorn 110 drivs av en drivlina (ej visad) som drivs av en motor, så att motorrotationer omvandlas till lägre rotationshastigheter fór ledema 112, 114, 116-119. Det bör nämnas här att systemet 100 kan innefatta ett godtyckligt antal leder, dvs en eller ett flertal leder och att antalet manipulatorleder inte är kritiskt för uppfinningens utförande. Som nämnts tidigare så kan drivlinan innefatta kugghjul eller annan mekanik. De flesta manipulatorer innefattar inbyggda sensorer, såsom pulsgivare eller resolvrar kopplade till motoraxeln eller liknande för att känna av ställdonspositionema för ledema. Detta behövs för det första för att roboten behöver känna till sin position i förhållande till ett internt koordinatsystem (som spänner upp ett ledkoordinatsystem), och för det andra för att relatera dess position i förhållande till ett externt koordinatsystem (som vanligen spänner upp ett Cartesiskt rum).As shown in the figure, the manipulator 110 comprises a number of joints 112, 114, 116, 117, 118 and 119 which connect different sections of the manipulator in a manner known to the person skilled in the art. Each link of the manipulator 110 is driven by a drive line (not shown) which is driven by a motor, so that motor rotations are converted to lower rotational speeds for the links 112, 114, 116-119. It should be mentioned here that the system 100 may comprise any number of joints, i.e. one or several joints and that the number of manipulator joints is not critical to the practice of the invention. As mentioned earlier, the driveline may include gears or other mechanics. Most manipulators include built-in sensors, such as encoders or resolvers coupled to the motor shaft or the like to sense the actuator positions of the joints. This is needed firstly because the robot needs to know its position in relation to an internal coordinate system (which spans a joint coordinate system), and secondly because it relates its position in relation to an external coordinate system (which usually spans a Cartesian space). ).

I utföringsformen av den föreliggande uppfinningen enligt fig. 1 så används de ovan nämnda inbyggda ställdonssensorerna tillsammans med ställdonen för att bestämma ledegenskaper för var och en av lederna 112, 114, 116-119 hos manipulatom 110. Analogt med användningen av ledkoordinater och Cartesiska koordinater så tar man hänsyn till storheter som beskriver ställdonsrummet, t.ex. parametrar relaterade till motorvinkeln hos ställdonet som med krafter/vridmoment driver leden, som sedan kan omvandlas till parametrar som beskriver rörelsen i ledrummet, t.ex. ledvinklar kända frän kinematisk kalibrering.In the embodiment of the present invention according to Fig. 1, the above-mentioned built-in actuator sensors are used together with the actuators to determine the joint properties of each of the joints 112, 114, 116-119 of the manipulator 110. Analogously to the use of joint coordinates and Cartesian coordinates, take into account quantities that describe the actuator room, e.g. parameters related to the motor angle of the actuator that drives the joint with forces / torque, which can then be converted into parameters that describe the movement in the joint space, e.g. joint angles known from kinematic calibration.

Såsom framgår av f1g. 1 är manipulatom 110 med ledema 112, 114 och 116-119 arrangerade så att roboten totalt sett har sex frihetsgrader, där respektive frihetsgrad illustreras med hjälp av de tjocka pilarna som anger rotationsriktningen kring respektive rotationsaxel 1-6 (Axis 1 till Axis 6). Fig. 1 visar också en verktygsmonteringsfläns 120 för fastsättning av robotdelen av en verktygsväxlare 121 (visas frilagd för tydlighetens skull), som passar ihop med verktygsdelen av verktygsväxlaren (ej visat) som normalt monteras på olika verktyg (ej visade), vilka verktyg därigenom kan bytas utan manuella ingrepp. Denna manipulatorstruktur är vanlig i dagens industrirobotar.As shown in f1g. 1, the manipulator 110 with the links 112, 114 and 116-119 is arranged so that the robot has a total of six degrees of freedom, where each degree of freedom is illustrated by means of the thick arrows indicating the direction of rotation about each axis of rotation 1-6 (Axis 1 to Axis 6). Fig. 1 also shows a tool mounting end 120 for attaching the robot part of a tool changer 121 (shown exposed for clarity), which fits with the tool part of the tool changer (not shown) which is normally mounted on different tools (not shown), which tools can thereby replaced without manual intervention. This manipulator structure is common in today's industrial robots.

Systemet som presenteras i fig. 1 innefattar vidare ett fastspänningselement 160 innefattande ett huvud 163 och tre benpar 168 fästa till en basplatta 169. Det bör understrykas att forrnen och strukturen för fastspänningselementet 160 i utförandet i fig. 1 inte på något sätt bör tolkas som begränsande för form och struktur av ett fastspänningselement som ska användas i systemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen. I själva verket kan fastspänningselementet 160 ha godtycklig struktur eller förrn så länge som det kan tillhandahålla en punkt i rummet för manipulatom 110 att spännas fast mot. Överst på fastspänningselementets huvud 163 finns ett utsprång 162 för fastspänning av den motsvarande verktygsdelen av en verktygsväxlare så att utsprånget 162 kan nås av manipulatom 110 och så att den passar ihop med motsvarande manipulatorsida av verktygsväxlaren 121. Dessutom är huvudet 163 och en ände av de tre benparen 168 förbundna via leder 164 så att huvudet 163 kan rotera runt en eller flera av ledema 164.The system presented in Fig. 1 further comprises a clamping element 160 comprising a head 163 and three pairs of legs 168 attached to a base plate 169. It should be emphasized that the shape and structure of the clamping element 160 in the embodiment of Fig. 1 should in no way be construed as limiting for the shape and structure of a clamping element to be used in the system in accordance with the present invention. In fact, the clamping member 160 may be of any structure or shape as long as it can provide a point in the space for the manipulator 110 to be clamped against. At the top of the clamping element head 163 there is a projection 162 for clamping the corresponding tool part of a tool changer so that the projection 162 can be reached by the manipulator 110 and so that it fits with the corresponding manipulator side of the tool changer 121. In addition, the head 163 and one end of the three the pair of legs 168 connected via joints 164 so that the head 163 can rotate around one or more of the joints 164.

Vidare kan den andra änden av benen 168 också fästas till basplattan 169 via lederna 165-167, som vardera har sina egna rotationsaxlar (visas ej). Med en fast längd på vart och ett av benen 168 blir fastspänningselementets huvud 163 också låst. När låsbussningarna 161 på en eller flera benen frigörs blir fastspänningselementets huvud 163 frigjort. Dessutom kan låsningen av bussningama 161 styras från styrenheten 140 så att benen 168 (somi lossat läge är teleskopiska) tillhörande fastspänningselementet 160 kan låsas med olika längd. På detta sätt kan huvudet 163 och därmed utsprånget 164 forflyttas till praktiskt taget vilket punkt i rummet som helst. Notera emellertid att fastspänningselementet 160 tillhörande systemet 100 enligt den föreliggande uppfinningen kan ha en mycket enklare struktur och fylla sin funktion som ett fastspänningselement redan om den kan tillhandahålla en punkt där manipulatom 110 kan spännas fast.Furthermore, the other end of the legs 168 can also be attached to the base plate 169 via the joints 165-167, each of which has its own axes of rotation (not shown). With a fixed length of each of the legs 168, the head 163 of the clamping element is also locked. When the locking bushings 161 on one or more legs are released, the head 163 of the clamping element is released. In addition, the locking of the bushings 161 can be controlled from the control unit 140 so that the legs 168 (in the unloaded position are telescopic) belonging to the clamping element 160 can be locked with different lengths. In this way, the head 163 and thus the projection 164 can be moved to virtually any point in the room. Note, however, that the clamping member 160 of the system 100 of the present invention may have a much simpler structure and fulfill its function as a clamping member even if it can provide a point where the manipulator 110 can be clamped.

Den utföringsforrn av uppfinningen enligt fig. 1 som nu skall beskrivas, med fastspänningselementets huvud 163 svarande mot verktygssidan av en verktygväxlare (ej visad), utnyttjar principen att ett verktygsbyte kan anses motsvara en manipulator som spänns fast i ett fastspänningselement. Verktygsbytet kan utföras antingen manuellt eller automatiskt, varvid det senare fallet motsvarar en robot som är programmerad till att byta sitt verktyg med hjälp av verktygsväxlaren för att förbindas till ett verktyg i ett verktygsställ. En manipulator 110 som i normal drift inte är utrustad med en verktygsväxlare kan manuellt utrustas med en sådan specifikt för kalibreringsfasen. På så vis kan vilken robotmanipulator som helst kalibreras.The embodiment of the invention according to Fig. 1 now to be described, with the clamping element head 163 corresponding to the tool side of a tool changer (not shown), utilizes the principle that a tool change can be considered to correspond to a manipulator which is clamped in a clamping element. The tool change can be performed either manually or automatically, the latter case corresponding to a robot that is programmed to change its tool by means of the tool changer to be connected to a tool in a tool rack. A manipulator 110 which in normal operation is not equipped with a tool changer can be manually equipped with one specifically for the calibration phase. In this way, any robot manipulator can be calibrated.

I den föreliggande utföringsforrnen är fastspänningselementet 160 som är fastspänningspunkten, eller mer specifikt utsprånget 162 belägen på fastspånningsenhetens huvud 163. Utsprånget 162 är konfigurerat att tillhandahålla en punkt i rummet för verktygsväxlaren 121 att spännas fast mot. Eftersom fastspänningselementets huvud 163 är konfigurerat för positionering inom ett brett intervall så kan det tillhandahålla ett stort urval av möjliga punkter i rummet för verktygsväxlaren 121 att spännas fast mot. Enligt en utföringsforrn så väljs fastspänningspunkten så att rotationsrörelse av manipulatoms länkar runt var och en av de sex axlama kan identifieras unikt, t.ex. så att singulariteter undviks.In the present embodiment, the clamping member 160 which is the clamping point, or more specifically the protrusion 162, is located on the clamping unit head 163. The protrusion 162 is configured to provide a point in the space for the tool changer 121 to be clamped against. Since the head 163 of the clamping member is configured for positioning over a wide range, it can provide a wide variety of possible points in the space for the tool changer 121 to be clamped against. According to one embodiment, the clamping point is selected so that rotational movement of the manipulator links around each of the six axes can be uniquely identified, e.g. so that singularities are avoided.

Detta är ett sätt att utföra bestämning av ledparametrar för var och en av ledema 112, 114, 116-119. Enligt en annan utföringsforin är emellertid en godtycklig position for utsprånget 162 valt så att en fastspänningspunkt i rummet uppnås för verktygsväxlaren 121 med manipulatom 110 som kan befinna sig i en singularitet. Även i detta fall kan ledparametrama för var och en av ledema bestämmas genom att styrenheten 140 är konfigurerad för att flytta manipulatom bort från den första fastspänningspunkten in till en andra och eventuellt tredje fastspänningspunkt (och så vidare, ej visat med figur), och genom att beräkna lösningar till ledens ekvationer for dynamiken för varje fastspänningspunkt irummet så kan parametrarna för var och en av lederna 112, 114, 116-119 bestämmas entydigt. Styrenheten 140 kan för samma ändamål också hålla manipulatom 110 fastspänd i fastspänningselementet 160, medan manipulatom 110 rör sig till en eller flera andra positioner motsvarande en andra eller tredje eller ytterligare fastspänningspunkter i rummet.This is a method of performing determination of joint parameters for each of the joints 112, 114, 116-119. According to another embodiment, however, an arbitrary position of the projection 162 is selected so that a clamping point in the space is reached for the tool changer 121 with the manipulator 110 which may be in a singularity. Also in this case, the hinge parameters of each of the joints can be determined by the control unit 140 being configured to move the manipulator away from the first clamping point into a second and possibly third clamping point (and so on, not shown in figure), and by calculate solutions to the equations of the joint for the dynamics of each clamping point in space, then the parameters for each of the joints 112, 114, 116-119 can be determined unambiguously. The control unit 140 can for the same purpose also keep the manipulator 110 clamped in the clamping element 160, while the manipulator 110 moves to one or two other positions corresponding to a second or third or additional clamping points in the space.

Det bör nämnas här att inte bara utsprånget 162 på fastspänningselementet 160 kan användas för att spänna fast verktygsväxlaren 121 i en punkt i rummet, utan att även en godtycklig del av fastspänningselementet 160 i vilken verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatorn 110 kan spännas fast för att nå en väldefinierad punkt i rummet kan anses vara tillräckliga för att utföra fastspänningsfunktionen. Medan en eller flera punkter i rummet i vilka verktygsväxlaren 121 kan spännas fast är unikt definierade kan det vara så att den pose vilken manipulatom uppnår vid denna punkt i rummet inte är unik, eftersom manipulatom kan styras av styrenheten 140 till att nå ett flertal inbördes ledpositioner vilka alla kan leda till att antingen verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatom kan spännas fast i samma punkt i rummet som tillhandahålls av utsprånget 162 eller någon annan del av fastspänningselementet 160.It should be mentioned here that not only the projection 162 on the clamping element 160 can be used to clamp the tool changer 121 at a point in the space, but also any part of the clamping element 160 in which the tool changer 121 or any other part of the manipulator 110 can be clamped for reaching a well-defined point in the room can be considered sufficient to perform the clamping function. While one or more points in the space in which the tool changer 121 can be clamped are uniquely defined, it may be that the pose which the manipulator achieves at this point in the space is not unique, since the manipulator can be controlled by the control unit 140 to reach a number of relative joint positions. all of which can lead to either the tool changer 121 or some other part of the manipulator being clamped at the same point in the space provided by the projection 162 or some other part of the clamping element 160.

Medan verktygsväxlaren 121 är fastspänd i en eller flera punkter i rummet är styrenheten 140 konfigurerad för att läsa av utvärden från de intema sensorema för ledema i manipulatom 110.While the tool changer 121 is clamped at one or more points in the space, the control unit 140 is configured to read outputs from the internal sensors of the joints in the manipulator 110.

Dessa värden utgör parametrar för respektive drivlina, och kan omvandlas till ledparametrar såsom glapp, eftergivlighet och andra parametrar.These values constitute parameters for each driveline, and can be converted into hinge parameters such as play, resilience and other parameters.

Innan verktygsväxlaren 121 är fastspänd i en eller flera punkter i rummet, kan emellertid styrenheten 140 vara konfigurerad för att bestämma kinetisk och eventuellt viskös friktion för var och en av ledema 1 12, 1 14, 116-1 19. Dessutom, innan verktygsväxlaren 121 är fastspänd så kan manipulatorn 110 påverkas och styrenheten 140 kan vara konfigurerad att bestämma resonansfrekvensen eller frekvensema för manipulatom 110 genom övervakning av vridmoment och läge för en eller flera leder i manipulatom 110, och från resonansfrekvensen eller frekvensema bestämma en lämplig bandbredd för styrning av fastspännande/fastspända rörelser, och för övervakning av ledställdonets vridmoment och position.However, before the tool changer 121 is clamped at one or more points in the space, the control unit 140 may be configured to determine kinetic and possibly viscous friction for each of the joints 1 12, 1 14, 116-1 19. In addition, before the tool changer 121 is clamped, the manipulator 110 may be actuated and the controller 140 may be configured to determine the resonant frequency or frequencies of the manipulator 110 by monitoring the torque and position of one or more joints in the manipulator 110, and from the resonant frequency or frequencies determine a suitable bandwidth for controlling clamping / clamping movements, and for monitoring the torque and position of the articulated actuator.

Detta kommer att förklaras mer i detalj i anslutning till utföringsforrnema i figurema 5-7.This will be explained in more detail in connection with the embodiments in Figures 5-7.

Enligt en utföringsform är styrenheten 140 konfigurerad för att läsa av ledens motorrnoment och ledposition direkt från den interna sensorutrnatningen for varje led. Enligt en annan utföringsform, om ledmotoms vridmoment inte är direkt tillgängligt, är styrenheten 140 konfigurerad for att övervaka andra motorparametrar från vilka motorns vridmoment kan erhållas genom indirekt beräkning, t.ex. från motorns momentreglering eller från en s.k. observerare av vridmoment baserad på kunskap om dynamik och servostyrningens tillstånd.According to one embodiment, the control unit 140 is configured to read the motor number and joint position of the joint directly from the internal sensor device for each joint. According to another embodiment, if the torque of the articulated motor is not directly available, the control unit 140 is configured to monitor other motor parameters from which the motor torque can be obtained by indirect calculation, e.g. from the engine torque control or from a so-called torque observers based on knowledge of dynamics and the state of the power steering.

Motormoment kan också erhållas genom att mäta motorströmmar och beräkna det faktiska vridmomentet for den typ av motor som används. Däremot kan styrenheten 140 förväntas ha den aktuella ledpositionen lätt tillgänglig, eftersom industrirobotar normalt sett är utrustade med motsvarande positionssensorer.Motor torque can also be obtained by measuring motor currents and calculating the actual torque for the type of motor used. However, the control unit 140 can be expected to have the current joint position easily accessible, since industrial robots are normally equipped with corresponding position sensors.

Det gäller vidare att fastspänning av manipulatorn avser fastspänning av den rörliga delen av manipulatom l 10 i en punkt i rummet som tillhandahålls av fastspänningselementet 160.It further holds that clamping of the manipulator refers to clamping of the movable part of the manipulator 11 at a point in the space provided by the clamping element 160.

Fastsättning av den andra änden (basen) av manipulatorn i en grundplatta eller i golvet anses inte vara en fastspänning och kommer inte att behandlas som sådan i denna beskrivning.Attaching the other end (base) of the manipulator to a base plate or to the floor is not considered a clamp and will not be treated as such in this specification.

Basen hos manipulatom l 10 och basplattan 169 på fastspänningselementet 160 skall vara stelt förbundna med varandra under fastspända rörelser, men basdelama kan naturligtvis också spännas fast till varandra, t ex en mobilrobot som spänns fast (ej visat) till en omgivning med vilken basplattan 169 är stelt fastsatt.The base of the manipulator 11 and the base plate 169 of the clamping element 160 should be rigidly connected to each other during clamped movements, but the base parts can of course also be clamped to each other, for example a mobile robot which is clamped (not shown) to an environment with which the base plate 169 is cared for.

Dessutom är fastspänningselementet 160 i sig ingalunda begränsad till den form som visas i figur l; den kan ha godtycklig form eller utformning, så länge den är praktiskt taget glappfri och kan tillhandahålla en punkt i rummet for fastspänning av den rörliga delen av manipulatom l 10. Därför kan den även vara elastisk så att manipulatorn efter initial fastspänning i fastspänningselementet kan nå en punkt i rummet där den spänns fast senare. I händelse av ett elastiskt fastspänningselement skall styvheten hos detsamma vara känd, och den elastiska forskjutningen av fastspänningselementet behöver bestämmas baserat på verktygsväxlarkrafterna, vilka i sin tur kan bestämmas genom kännedom om ledernas vridmoment i kombination med kännedom om den kinematiska modellen eller genom att använda en extern handledsmonterad kraft/moment-givare.In addition, the clamping member 160 itself is by no means limited to the shape shown in Figure 1; it can have any shape or configuration, as long as it is practically free of play and can provide a point in the space for clamping the movable part of the manipulator 10. Therefore, it can also be elastic so that the manipulator after initial clamping in the clamping element can reach a point in the room where it is clamped later. In the case of an elastic clamping element, the stiffness thereof must be known, and the elastic displacement of the clamping element needs to be determined based on the tool change forces, which in turn can be determined by knowledge of the joints' torque in combination with knowledge of the kinematic model or by using an external wrist-mounted power / torque sensor.

Det bör också nämnas att systemet för att bestämma ledparametrar hos en manipulator enligt den föreliggande uppfinningen även kan innefatta två eller flera robotar, dvs. två eller flera manipulatorer som nyttjar varandra som fastspänningselement och där var och en tillhandahåller en fastspänningspunkt irummet för manipulatom tillhörande den andra 11 roboten så att egenskaper för varje led i varje manipulator kan bestämmas t ex i enlighet med metoden enligt den föreliggande uppfinningen av vilken flera utföringsforrner visas i figurerna 2-7. I det fall att en stel och fast punkt för fastspänning saknas, kan ett system med två eller flera robotarrnar kräva flera poser och mätningar för att unikt bestämma alla ledparametrar.It should also be mentioned that the system for determining joint parameters of a manipulator according to the present invention may also comprise two or more robots, i.e. two or two manipulators using each other as clamping elements and each providing a clamping point in the space of the manipulator belonging to the other robot so that properties of each link in each manipulator can be determined, for example, in accordance with the method of the present invention of which embodiments shown in Figures 2-7. In the absence of a rigid and fixed point for clamping, a system with two or fl your robots may require fl your poses and measurements to uniquely determine all joint parameters.

Dessutom kan manipulatom 110 i fig. 1, även om den visas som en manipulator med en enkel arrn, också vara en tvåarrnad manipulator, där analogt med beskrivningen i föregående stycke armarna kan användas som fastspänningselement för fastspänning av varje arm i en punkt i rummet som den andra armen tillhandahåller. En tvåarinad robot kan också hålla fast en länk genom att låta den andra armen med någon lämplig länk trycka länken tillhörande den andra armen mot en stel omgivning (eller mot en omgivning med känd eftergivlighet). Även i dessa fall kan ledegenskaperna för varje arm av manipulatorn bestämmas i enlighet med metoden enligt den föreliggande uppfinningen, av vilken flera utföringsformer visas i figurerna 2-7.In addition, the manipulator 110 i fi g. 1, although shown as a single-arm manipulator, may also be a two-arm manipulator, where, analogously to the description in the previous paragraph, the arms may be used as clamping elements for clamping each arm at a point in the space provided by the other arm. A two-armed robot can also hold a link by letting the other arm with a suitable link push the link belonging to the other arm against a rigid environment (or against an environment with known resilience). Also in these cases, the guiding characteristics of each arm of the manipulator can be determined in accordance with the method of the present invention, of which embodiments are shown in Figures 2-7.

Bestämning av ledparametrarna kommer nu att beskrivas med hjälp av figurerna 2-7.Determination of the joint parameters will now be described with the aid of Figures 2-7.

Fig. 2 visar ett flödesschema som illustrerar en utföringsforrn av metoden i enlighet med den föreliggande uppfinningen.Fig. 2 shows a flow chart illustrating an embodiment of the method in accordance with the present invention.

Vid steg 200 beordrar styrenheten 140 ställdonen för var och en av ledema 112 , 114 , 116- 119 hos manipulatom 110 att förflytta varje led så att manipulatorn 110 spänns fast i den punkt i rummet som tillhandahålls av fastspänningselementet 160. Denna punkt i rummet kan antingen definieras av utsprånget 162 på fastspänningselementet 160 eller av någon annan del av elementet. Om fastspänningselementet 160 är styvt så kommer den fastspänningspunkt som tillhandahålls av fastspänningsenheten 160 att vara väsentligen densamma som den punkt i rummet där verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatom 110 har blivit fastspänd. I annat fall, såsom i fallet med ett elastiskt fastspänningselement, kommer den initiala fastspänningspunkten som tillhandahålls av fastspänningselementet att skilja sig från den punkt i rummet där verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatorn 110 slutligen är fastspänd. Som nämnts tidigare kan styrenheten 140 antingen styra ett ställdon för varje led 112, 114, 116-119 för att förflytta ledema så att manipulatorn 110 når kontaktpunkten som tillhandahålls av fastspänningsenheten 160, alternativt kan styrenheten 140 åstadkomma att fastspänningsenheten 160 rör sig (exempelvis genom att lossa de låsande bussningarna 161 hos länkarna 168, och med manipulator 110 fastspänd förflytta utsprånget 162, allt enligt instruktionerna i ett robotanvändarprogram som laddats till styrenheten för 12 automatisering av hela kalibreringen) för att komma i kontakt med verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatorn 110.At step 200, the controller 140 commands the actuators of each of the joints 112, 114, 116-119 of the manipulator 110 to surface each joint so that the manipulator 110 is clamped at the point in the space provided by the clamping element 160. This point in the space can either defined by the protrusion 162 on the clamping member 160 or by any other part of the member. If the clamping member 160 is rigid, the clamping point provided by the clamping unit 160 will be substantially the same as the point in the space where the tool changer 121 or any other part of the manipulator 110 has been clamped. Otherwise, as in the case of an elastic clamping member, the initial clamping point provided by the clamping member will be different from the point in the space where the tool changer 121 or any other part of the manipulator 110 is finally clamped. As mentioned earlier, the controller 140 may either control an actuator for each link 112, 114, 116-119 to surface the links so that the manipulator 110 reaches the point of contact provided by the clamping unit 160, alternatively the control unit 140 may cause the clamping unit 160 to move (e.g. by loosen the locking bushings 161 of the links 168, and with the manipulator 110 clamped to the surface projection 162, all according to the instructions in a robot user program loaded to the control unit for automation of the entire calibration) to contact the tool changer 121 or any other part of the manipulator 110 .

I vart och ett av de ovan nämnda fallen kommer manipulatom 110 nu att ha nått en väldefinierad punkt i rummet där den förblir fasthållen i en viss pose. Denna pose kan vara en utgångspunkt för att entydigt bestämma parametrarna för varje led i fallet att en enda punkt i rummet är tillräcklig. Annars, om denna punkt i rummet är olämplig för att bestämma egenskaperna for två eller flera leder så kan styrenheten 140 instruera manipulatorn 110 eller fastspänningsenheten 160 att röra sig till en eller flera punkter i rummet från vilka ledparametrar kan bestämmas. Därigenom är det möjligt att unikt bestämma ledparametrar för var och en av ledema 112, 114 och 116-119. Ledparametrama av intresse kan i detta fall vara glapp och eftergivlighet, men även andra parametrar kan bestämmas vilket kan ge tillräcklig information om det mekaniska tillståndet i varje led.In each of the above cases, the manipulator 110 will now have reached a well-defined point in the room where it remains held in a certain pose. This pose can be a starting point for unambiguously determining the parameters for each joint in the event that a single point in the room is sufficient. Otherwise, if this point in the room is unsuitable for determining the properties of two or two joints, the controller 140 may instruct the manipulator 110 or the clamping unit 160 to move to one or two points in the room from which joint parameters can be determined. Thereby it is possible to uniquely determine joint parameters for each of the joints 112, 114 and 116-119. The joint parameters of interest in this case can be play and flexibility, but other parameters can also be determined, which can provide sufficient information about the mechanical condition of each joint.

Inför de fortsatta metodstegen 210-230 bör det nämnas, för att uppnå en bättre förståelse av metoden, att stegen 210-230 kommer att utföras på endast en enskild led. Det är dock möjligt för styrenheten 140 att styra ställdonet genom påverkan av drivlinor för var och en av lederna 112, 114, 116-119 för att därigenom utföra stegen 210-230 för varje led. Äter till f1g. 2, vid steg 210, där styrenheten 140 ger signaler till ställdonet för påverkan av drivlinan för en av lederna 112, 114, 116-119 under det att manipulatorn 110 befinner sig i sin fasthållna position mot fastspänningselementet 160 som därigenom definierar den punkt i rummet som nämnts tidigare. Samtidigt övervakar styrenheten 140 ledens motorvridmoment samt ledposition för en av ledema 112, 114 och 116-119 tillhörande manipulatom 110.Before the further method steps 210-230, it should be mentioned, in order to achieve a better understanding of the method, that steps 210-230 will be performed on only a single stage. However, it is possible for the control unit 140 to control the actuator by actuating drive lines for each of the joints 112, 114, 116-119 to thereby perform the steps 210-230 for each joint. Eat to f1g. 2, at step 210, where the controller 140 signals the actuator to actuate the driveline of one of the joints 112, 114, 116-119 while the manipulator 110 is in its held position against the clamping member 160 thereby defining the point in the space which mentioned earlier. At the same time, the control unit 140 monitors the motor torque of the joint and the joint position of one of the manipulators 110 belonging to the joints 112, 114 and 116-119.

Vid steg 220 bestämmer styreneheten 140 utvärden för motoms vridmoment motsvarande vissa ledpositioner hos en av ledema 1 12, 1 14, 1 16-119 i manipulatom 110. Ett exempel på sådana utvärden för motoms vridmoment och ledpositioner kan vara ledpositioner i vilka motoms vridmoment är väsentligen noll.At step 220, the control unit 140 determines the outputs of the motor torque corresponding to certain joint positions of one of the joints 1 12, 1 14, 1 16-119 in the manipulator 110. An example of such values of the motor torque and joint positions may be joint positions in which the motor torque is substantially zero.

Slutligen, i steg 230, bestämmes den/de efterfrågade ledegenskapen/ledegenskapema från de utvärden och ledpositioner som registrerades vid steg 220. Den efterfrågade ledegenskapen eller ledegenskapema kan vara glapp, eftergivlighet eller andra ledegenskaper var för sig eller i kombination.Finally, in step 230, the requested joint property (s) is determined from the values and joint positions recorded at step 220. The required joint property or properties may be play, resilience or other joint properties individually or in combination.

Fig. 3 illustrerar en ytterligare utföringsform av metoden enligt den föreliggande uppfinningen i vilken styrenheten 140 bestämmer glapp för drivlinor tillhörande någon av 13 ledema 112, 114 och 116-119. Liksom för den tidigare utföringsforrnen av metoden så förklaras utföringsformen i fig. 3 för en av lederna 112, 114 och 116-119 tillhörande manipulatom 1 10.Fig. 3 illustrates a further embodiment of the method according to the present invention in which the control unit 140 determines clearance for drivelines belonging to any of the 13 links 112, 114 and 116-119. As for the previous embodiment of the method, the embodiment is explained in fi g. 3 for one of the joints 112, 114 and 116-119 belonging to the manipulator 1 10.

Vid steg 300 instruerar styrenheten 140 ställdonen för var och en av ledema 112, 114, 116- 1 19 hos manipulatom 1 10 att röra respektive led så att manipulatorn 1 10 spänns fast till den punkt i utrymmet som tillhandahålls av fastspänningselementet 160. Detta steg är identiskt med metodens steg 200 enligt utföringsformen i fig. 2 och kommer inte att preciseras närmare.At step 300, the controller 140 instructs the actuators of each of the joints 112, 114, 116-119 of the manipulator 11 to move the respective joint so that the manipulator 10 is clamped to the point in the space provided by the clamping element 160. This step is identical to step 200 of the method according to the embodiment of Fig. 2 and will not be further specified.

Vid steg 310 övergår styrenheten 140 till positionsreglering och vid behov (på grund av frågeställningar relaterade till styrenheten, såsom feldetektering) justeras en positionsreferens för leden så att en position i vilket stationärt tillstånd råder uppnås och i vilken position acceptabelt vridmoment uppnås.At step 310, the control unit 140 switches to position control and, if necessary (due to issues related to the control unit, such as fault detection), a position reference for the joint is adjusted so that a position in which stationary state prevails is reached and in which position acceptable torque is achieved.

Vid steg 320 erhåller styrenheten 140 ett värde på statisk friktion för en av lederna 112, 114, 116-119. Den statiska friktionens värde kan enbart omfatta en statisk friktion känd från tidigare utförda mätningar innan manipulatorn 110 blev fastspänd till fastspänningselementet 160, alternativt kan värdet på den statiska friktionen även omfatta värdena efter att manipulatorn 110 blivit fastspänd till fastspänningselementet 160. I det senare fallet kan flödesschemat inkludera delmoment (ej visade) enligt: - styrenheten 140 sänder signaler till ställdonet för ledmotorrörelse i två motsatta riktningar samtidigt som motorrnomentet för leden övervakas; - styrenheten 140 skattar statisk motorfrilçtion genom att erhålla en minimal summa av motoms vridmoment i motoms båda rörelseriktningar; - det uppmätta motorvridmomentet används som parameter för statisk motorfriktion.At step 320, the controller 140 obtains a static friction value for one of the joints 112, 114, 116-119. The value of the static friction may only comprise a static friction known from previously performed measurements before the manipulator 110 was clamped to the clamping element 160, alternatively the value of the static friction may also include the values after the manipulator 110 has been clamped to the clamping element 160. In the latter case the include sub-torques (not shown) according to: - the control unit 140 sends signals to the actuator for articulated motor movement in two opposite directions at the same time as the motor torque for the articulation is monitored; the control unit 140 estimates static motor friction by obtaining a minimum sum of the torque of the motor in both directions of movement of the motor; - the measured motor torque is used as a parameter for static motor friction.

Vid steg 330 sänder styrenheten 140 signaler till ställdonet så att drivlinan justerar ledpositionsreferensen. Positionsjusteringen av leden kan uppnås av styrenheten 140 genom ökning och minskning av den i användarprogrammet programmerade ledpositionen.At step 330, the controller 140 sends signals to the actuator so that the driveline adjusts the hinge position reference. The position adjustment of the joint can be achieved by the control unit 140 by increasing and decreasing the joint position programmed in the user program.

Vid steg 335 kontrollerar styrenheten 140 om leden har nått en stabil position, dvs. om ledmotoms varvtal och vridmoment är väsentligen noll.At step 335, the control unit 140 checks whether the joint has reached a stable position, i.e. if the engine speed and torque are substantially zero.

Om så inte är fallet återgår metoden till steg 330 där styrenheten 140 fortsätter att sända signaler till ställdonet för att fortsatt åstadkomma rörelse hos drivlinan och därigenom justera ledens referensposition. 14 I annat fall, vid steg 340, ger styrenheten 140 signaler till ställdonet for påverkan av drivlinan så att positionsreferensen för leden justeras tills motormomentet börjar öka. Denna justering kan uppnås genom att öka och minska den beordrade eller programmerade positionsreferensen för en av lederna 112, 114, 116-119 i en riktning tills kontakt etableras mellan drivlinans delar, såsom kontakt mellan kugghjul. På grund av integralverkan i servostyrningen av manipulatom, i kombination med den begränsade styvheten av drivlinan så kommer ledens motorvridmoment att stabiliseras på en nivå som ligger betydligt högre ån friktionen.If not, the method returns to step 330 where the controller 140 continues to send signals to the actuator to further effect movement of the driveline and thereby adjust the reference position of the joint. 14 Otherwise, at step 340, the controller 140 provides signals to the actuator to actuate the driveline so that the position reference of the joint is adjusted until the engine torque begins to increase. This adjustment can be achieved by increasing and decreasing the ordered or programmed position reference of one of the joints 112, 114, 116-119 in a direction until contact is established between the parts of the driveline, such as contact between gears. Due to the integral effect in the power steering of the manipulator, in combination with the limited stiffness of the driveline, the motor torque of the joint will be stabilized at a level that is significantly higher than the friction.

Vid steg 345 kontrollerar styrenheten om drivlinans position är stabil, dvs. om de i drivlinan ingående kugghjulen (om den typen av mekanism används för drivlinan) uppnått kontakt.At step 345, the control unit checks whether the position of the driveline is stable, ie. if the gears included in the driveline (if that type of mechanism is used for the driveline) have reached contact.

Om inte så återgår metoden till steg 340 där styrenheten 140 fortsätter att signalera till ställdonet att hålla drivlinan belastad.If not, the method returns to step 340 where the controller 140 continues to signal to the actuator to keep the driveline loaded.

Om styrenheten känner av en stabil position for drivlinan, dvs. kontakt, så registrerar styrenheten 140 vid steg 350 ett forsta utgångsvärde för ledrnotorn, vilket i detta fall är ledmotoms motorvinkel ql.If the control unit senses a stable position for the driveline, ie. contact, the control unit 140 registers at step 350 a first output value for the lead motor, which in this case is the motor angle ql motor angle ql.

Vid steg 360 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att påverka drivlinan, så att den rör sig i en motsatt riktning jämfört med steg 330. Detta kan åstadkommas av styrenheten 140 genom att signalera till ställdonet att påverka drivlinan genom att minska positionsreferensen på ett sätt analogt med det som beskrivits i steg 340.At step 360, the controller 140 signals the actuator to actuate the driveline so that it moves in an opposite direction to step 330. This can be accomplished by the controller 140 by signaling to the actuator to actuate the driveline by reducing the position reference in a manner analogous to that of the actuator. as described in step 340.

Vid steg 365 kontrollerar styrenheten 140 om en stabil position för drivlinan har uppnåtts, dvs. om kontakten mellan drivlinans kugghjul (återigen beroende på genomförandet) uppnåtts på den andra sidan av glappet.At step 365, the control unit 140 checks whether a stable position of the driveline has been reached, i.e. if the contact between the gears of the driveline (again depending on the implementation) is reached on the other side of the play.

Om inte så återgår metoden till steg 360 där styrenheten 140 fortsätter att signalera till ställdonet att belasta drivlinan i den motsatta riktningen.If not, the method returns to step 360 where the controller 140 continues to signal to the actuator to load the driveline in the opposite direction.

Vid steg 370 registrerar styrenheten 140 ett andra utvårde för det stabila läget, som i detta fall är ledmotorns motorvinkel q2 som erhållits efter N steg av minskande ledposition i förhållande till den stabila positionen i steg 345.At step 370, the controller 140 registers a second evaluation for the stable position, which in this case is the motor angle q2 of the articulation motor obtained after N steps of decreasing articulation position relative to the stable position in step 345.

Slutligen vid steg 380 bestämmer styrenheten 140 glappet för ledens drivlina genom att beräkna skillnaden A=qI-q2. Om N är litet (1 eller 2) kan glappet vara praktiskt taget noll, eller så kan upplösningen hos de stegvisa rörelsema vara otillräcklig. I det sistnämnda fallet, om förfarandet åstadkommes med robotprogrammering på användamivå, så behöver robottillverkaren tillhandahålla ett gränssnitt till (eller alternativ implementering av) en systemnivå där motsvarande fiinktionalitet åstadkommes med en mycket högre upplösning än vad som annars är tillgängligt för den vanlige robotprogrammeraren. Eventuellt kan, på vissa system, integralverkan inom servostyrningen deaktiveras eller begränsas så att en mjukare övergång till glappkontakt kan erhållas, varefter jämnheten hos data förbättras och då den därefter dominerande proportionella regulatorverkan anpassats för en lämplig inverkan på vridmomentet.Finally, at step 380, the controller 140 determines the gap for the joint driveline by calculating the difference A = qI-q2. If N is small (1 or 2), the gap may be practically zero, or the resolution of the stepwise movements may be insufficient. In the latter case, if the procedure is accomplished with user-level robotic programming, the robotic manufacturer needs to provide an interface to (or alternative implementation of) a system level where corresponding functionality is provided with a much higher resolution than is otherwise available to the conventional robotic programmer. Optionally, on some systems, the integral effect in the power steering can be deactivated or limited so that a smoother transition to play contact can be obtained, after which the smoothness of the data is improved and when the subsequently dominant proportional regulating effect is adjusted for a suitable torque effect.

Det bör nämnas att under gällande kvasi-statiska förhållanden (långsamma rörelser) är det på drivlinan inverkande (mekaniska) vridmomentet från (det exempelvis elektriska) motorrnomentet hos ställdonet lika med motorns vridmoment minus den statiska friktionen.It should be mentioned that under current quasi-static conditions (slow movements) the (mechanical) torque acting on the driveline from the (for example electric) motor torque of the actuator is equal to the engine torque minus the static friction.

Eftersom den beordrade ställdonsrörelsen är känd, och det väsentligen inte finns någon rörelse av drivlinan på grund av ledens fasthållning, så kommer det på drivlinan verkande vridmomentet att kunna styras under fasthållna rörelser. Detta innebär i sin tur att bestämning av glapp i fasthållet tillstånd kan göras baserat på det (motorfriktionskompenserade) ingående vridmoment som verkar på drivlinan. Glappidentifieringsprincipen kan med andra ord formuleras som om det inte fanns någon friktion (enligt antagandet om långsamma rörelser) så som visat iutföringsforrnen enligt fig. 8.Since the ordered actuator movement is known, and there is essentially no movement of the driveline due to the holding of the joint, the torque acting on the driveline will be able to be controlled during restrained movements. This in turn means that determination of play in the held state can be made based on the (motor friction compensated) input torque acting on the driveline. In other words, the gap identification principle can be formulated as if there was no friction (according to the assumption of slow movements) as shown in the embodiments according to Fig. 8.

Fig. 4 illustrerar ännu en utföringsform av metoden enligt den föreliggande uppfinningen där eftergivligheten för en eller flera av länkama i manipulatorn 110 bestäms. Eftergivlighet kan definieras som en avsaknad av styvhet, vilket varje drivlina är behäftad med. Eftergivlighet hos respektive länk är normalt sett en liten portion av eftergivligheten, vilken som standard identifieras som en leds eftergivlighet. Metoden kan utvidgas till att omfatta fallet med styva leder och eftergivliga länkar eller där både länkarna och leden är eftergivliga.Fig. 4 illustrates yet another embodiment of the method of the present invention in which the resilience of one or more of the links in the manipulator 110 is determined. Flexibility can be defined as a lack of rigidity, with which each driveline is encumbered. The resilience of each link is normally a small portion of the resilience, which by default is identified as the resilience of a joint. The method can be extended to include the case of rigid joints and resilient links or where both the links and the joint are resilient.

Liksom i metodens tidigare utföringsforrner enligt figurema 2 och 3, så illustreras metoden enligt uttöringsforrnen i fig. 4 med hjälp av endast en av ledmotorerna (ej visad) hos manipulatom 110. Nästan alla moderna robotar har sin huvudsakliga eftergivlighet i drivlinan för respektive led och därför är det användbart att kunna bestämma denna ledparameter.As in the previous embodiments of the method according to Figures 2 and 3, the method according to the embodiment of Figure 4 is illustrated by means of only one of the articulation motors (not shown) of the manipulator 110. Almost all modern robots have their main flexibility in the driveline for each articulation and therefore it is useful to be able to determine this joint parameter.

Enligt metoden enligt utföringsforrnen i fig. 4 är styrenheten 140 konfigurerad att bestämma ledens eftergivlighet enligt följ ande steg, under antagande att styrenheten 140 känner parametrarna för friktion och glapp, exempelvis genom att styrenheten 140 har bestämt dessa värden enligt de steg som beskrivits tidigare: 16 Vid steg 400 instruerar styrenheten 140 ställdonen för respektive led 1 12, 1 14, 1 16-1 19 i manipulatom 110 att röra varje led så att manipulatom 110 spänns fast i den punkt i rummet som tillhandahålls av fastspänningselementet 160. Detta steg är identiskt med steget 200 i metoden enligt utföringsformen i fig. 2 och kommer därför inte att preciseras närmare.According to the method according to the embodiments in fi g. 4, the controller 140 is configured to determine the flexibility of the joint according to the following steps, assuming that the controller 140 knows the parameters of friction and play, for example by the controller 140 having determined these values according to the steps previously described: 16 At step 400, the controller 140 instructs the actuators for respective joints 1 12, 1 14, 1 16-1 19 of the manipulator 110 to move each joint so that the manipulator 110 is clamped at the point in the space provided by the clamping element 160. This step is identical to step 200 in the method according to the embodiment in fi g. 2 and will therefore not be specified further.

Vid steg 410 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att påverka drivlinan för justering av ledens positionsreferens så att kontakt mot ena sidan av glappet etableras. Detta kan göras med modifierad Servostyrning om så behövs i enlighet med ovanstående beskrivning. Om det i drivlinan för en led ingår kugghjul, så kan sådan kontakt karakteriseras som att det skall finnas kontakt mellan kugghjulen i varj e växelsteg så att de samverkar för ledens drivning.At step 410, the control unit 140 signals to the actuator to actuate the driveline for adjusting the position reference of the joint so that contact with one side of the play is established. This can be done with modified Power Steering if necessary in accordance with the above description. If the drive line for a joint includes gears, such contact can be characterized as there being contact between the gears in each gear step so that they cooperate for the drive of the joint.

Vid steg 420 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att påverka drivlinan för att öka det överförda vridmomentet genom stegvis ökning av ledens positionsreferens medan styrenheten 140 samtidigt övervakar ledens motorrnoment och position, på ett sådant sätt att de absoluta värdena av båda storheterna ökar.At step 420, the controller 140 signals to the actuator to actuate the driveline to increase the transmitted torque by gradually increasing the position reference of the joint while the control unit 140 simultaneously monitors the motor torque and position of the joint, in such a way that the absolute values of both quantities increase.

Vid steg 430 instruerar styrenheten 140 ställdonet att påverka drivlinan, så att den från ett högt motorrnoment enligt det föregående steget 420 minskar motorrnoment mot noll medan styrenheten 140 samtidigt övervakar ledmotoms vridmoment och position. På grund av uppbyggnaden av de flesta växellådor så ökar styvheten med ökat vridmoment, och exempelvis kan ett tredje gradens polynom anpassas till den bevakade ledmotorns vridmoment som fianktion av positionsdata, som kommer att påvisa en hysteres motsvarande den dubbla friktionen.At step 430, the controller 140 instructs the actuator to actuate the driveline so that from a high motor torque according to the previous step 420 it reduces the motor torque to zero while the controller 140 simultaneously monitors the torque and position of the articulated motor. Due to the construction of the flest gearboxes, the stiffness increases with increased torque, and for example a third degree polynomial can be adapted to the torque of the monitored articulated motor as fi action of position data, which will detect a hysteresis corresponding to double the friction.

Vid steg 440 kontrollerar styrenheten 140 huruvida ledmotoms vridmoment är väsentligen noll.At step 440, the controller 140 checks whether the torque of the articulated motor is substantially zero.

Om inte, så återgår metoden till steg 430, där styrenheten 140 signalerar till ställdonet för fortsatt påverkan av drivlinan.If not, the method returns to step 430, where the controller 140 signals to the actuator to continue to actuate the driveline.

Om ja, så registrerar styrenheten 140 ledpositionen vid steg 450 och fortsätter till steg 460.If so, the controller 140 registers the articulation position at step 450 and proceeds to step 460.

Vid steg 460, sänder styrenheten 140 signaler till ställdonet för påverkan av drivlinan för att öka positionsreferensen for leden i en riktning motsatt riktningen som beskrevs i steg 420 och för att ledens motormoment och position övervakas analogt med vad som beskrevs i steg 420.At step 460, the controller 140 sends signals to the actuator to actuate the driveline to increase the position reference of the joint in a direction opposite to the direction described in step 420 and to monitor the motor torque and position of the joint analogously to that described in step 420.

Vid steg 470 kontrollerar styrenheten 140 återigen om kontakten mellan drivlinans kugghjul är etablerad. 17 Om inte, så återgår metoden till steg 460, där styrenheten 140 signalerar till ställdonet för fortsatt påverkan av drivlinan i en riktning motsatt riktningen som beskrevs i steg 420.At step 470, the controller 140 again checks whether the contact between the driveline gears is established. If not, the method returns to step 460, where the controller 140 signals to the actuator to continue to actuate the driveline in a direction opposite to the direction described in step 420.

Om a, så registrerar styrenheten 140 ledpositionen vid steg 470.If a, the controller 140 registers the articulation position at step 470.

De två ledpositionema bör för typiska växellådor vara symmetriskt placerade kring sin obelastade position.For two gearboxes, the two hinge positions should be symmetrically placed around their unloaded position.

Tillsammans med värdena för glapp och friktion så definierar den bestämda eftergivligheten ledegenskapema som förekommer i fig. 1, vilket omfattar egenskapema for drivlina och led runt de markerade rotationsaxlarna Axis 1 till Axis 6, som med tjocka pilari fig. 1 markerar rotation av länkama runt respektive led. Enligt en utföringsforrn kan metoden nyttja en kraft/moment-givare vid verktygsväxlaren för verifiering eller för förbättrad noggrannhet (t.ex. genom kraftstyrda rörelser).Together with the values for play and friction, the determined resilience defines the joint properties that appear in Fig. 1, which includes the properties of the driveline and joints around the marked axes of rotation Axis 1 to Axis 6, which with thick pillars in Fig. 1 mark rotation of the links around led. According to one embodiment, the method can use a force / torque sensor at the tool changer for verification or for improved accuracy (eg by force-controlled movements).

Fig. 5 illustrerar en utföringsforrn av metoden enligt den föreliggande uppfinningen, där statisk friktion för en eller flera av lederna 112, 114, 116-119 är obekant och måste bestämmas av styrenheten 140. I detta scenario bestäms den statiska friktionen innan manipulatom 110 är fastspänd till fastspänningselementet 160.Fig. 5 illustrates an embodiment of the method of the present invention, where static friction for one or more of the joints 112, 114, 116-119 is unknown and must be determined by the control unit 140. In this scenario, the static friction is determined before the manipulator 110 is clamped to the clamping member 160.

Vid steg 500 sänder styrenheten 140 signaler till ställdonet för påverkan av drivlinan för att röra varje led 1 12, 1 14, 116-1 19 i en riktning med låg hastighet och observera ledens motorrnomentet som under rörelsen motsvarar den kinetiska friktionen. Låg hastighet betyder i detta sammanhang att leden rör sig med en hastighet som är mindre än ett visst tröskelvärde.At step 500, the controller 140 sends signals to the actuator to actuate the driveline to move each link 1 12, 1 14, 116-1 19 in a low speed direction and observe the motor torque of the link which during the movement corresponds to the kinetic friction. Low speed in this context means that the joint moves at a speed that is less than a certain threshold value.

Därefter, vid steg 510, sänder styrenheten 140 signaler till ställdonet för påverkan av drivlinan för att stoppa rörelsen i lederna 1 12, 1 14, 116-1 19.Then, at step 510, the controller 140 sends signals to the actuator to actuate the driveline to stop the movement of the joints 1 12, 1 14, 116-1 19.

Därefter, i steg 520, signalerar styrenheten 140 till ställdonet att påverka drivlinan för att röra varje led 112, 114, 1 16-119 med låg hastighet i den motsatta riktningen och observera ledens motormoment som då motsvarar den kinetiska friktionen under rörelsen.Then, in step 520, the controller 140 signals the actuator to actuate the driveline to move each joint 112, 114, 16-119 at low speed in the opposite direction and observe the motor torque of the joint which then corresponds to the kinetic friction during the movement.

Vid steg 530 detekterar styrenheten 140 motorinomentets maximala värde vid starten, vilket utgör den statiska friktionen, och verifierar/modellerar därefter dess eventuella beroende på riktning, temperatur, gravitation/ last eller andra parametrar som kan påverka värdet på friktionsvärdet. 18 Metoden fortsätter sedan med steg 540 till 570, som är identiska med stegen 200 till 230 enligt metodens utföringsform som beskrivits i samband med fig. 2, och kommer därför inte att upprepas här.At step 530, the control unit 140 detects the maximum value of the motor instrument at the start, which constitutes the static friction, and then verifies / models its possible depending on direction, temperature, gravity / load or other parameters that may affect the value of the friction value. The method then proceeds to steps 540 to 570, which are identical to steps 200 to 230 according to the embodiment of the method described in connection with Fig. 2, and will therefore not be repeated here.

En industrirobot kommer normalt sett att ha ett värde för den statiska friktionen för varje led, vilket värde ligger nära värdet för den kinetiska friktionen. De flesta robotar har sin huvudsakliga ledfriktion på motorsidan av drivlinan, men en del robotar har leder med förspända kullager som i kombination med smörjningstätningar med hög friktion uppvisar hög friktion på ledsidan av drivlinan. Genom att bestämma den statiska friktionen i leden både under fri och fastspänd rörelse, så kan dessa två olika friktionsparametrar bestämmas och särskilj as. Statiska motorfriktionen påverkar leden fore det eventuella glappet hos drivlinan, medan den resterande ledfriktionen påverkar ledrörelsen efter den del av drivlinan som beskrivs av andra parametrar, vilket på uppenbara sätt kan utnyttjas inom kompensering baserat på ledegenskaperna.An industrial robot will normally have a value for the static friction for each joint, which value is close to the value for the kinetic friction. Most robots have their main joint friction on the motor side of the driveline, but some robots have joints with prestressed ball bearings which in combination with lubrication seals with high friction show high friction on the joint side of the driveline. By determining the static friction in the joint both during free and clamped movement, these two different friction parameters can be determined and distinguished. Static motor friction affects the joint before the possible loosening of the driveline, while the remaining joint friction affects the joint movement after the part of the driveline described by other parameters, which can obviously be used in compensation based on the joint properties.

Styrenheten 140 kan också bestämma värdet på den viskösa friktionen för varje led på ett sätt som liknar de stegen som utförs för att bestämma statisk friktion enligt ovan, också detta före det att verktygsväxlaren 121 är fastspänd till utsprånget 163 på fastspänningselementet 160.The control unit 140 can also determine the value of the viscous friction for each joint in a manner similar to the steps performed to determine static friction as above, also before the tool changer 121 is clamped to the projection 163 on the clamping element 160.

En utföringsform av metoden där den statiska friktionen bestäms innan manipulatorn 110 är fastspänd till fastspänningselementet 160 visas i fig. 6.An embodiment of the method where the static friction is determined before the manipulator 110 is clamped to the clamping element 160 is shown in fi g. 6.

Vid steg 600 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att röra en (eller flera) av ledema 112, 114, 116-119 i en riktning med olika hastigheter medan styrenheten 140 övervakar ledens motormoment under rörelsen.At step 600, the control unit 140 signals the actuator to move one (or more) of the joints 112, 114, 116-119 in a direction at different speeds while the control unit 140 monitors the motor torque of the joint during the movement.

Vid steg 610 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att anbringa en belastning av drivlinan så att ledens rörelse stoppas.At step 610, the controller 140 signals the actuator to apply a load to the driveline so that the movement of the joint is stopped.

Vid steg 620 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att belasta drivlinan så att leden rör sig i motsatt riktning och med olika hastigheter som kan vara lika med (eller skilda från) de hastigheter som användes i steg 610. Samtidigt övervakar styrenheten 140 ledens motormoment under rörelsen i denna motsatta riktning.At step 620, the controller 140 signals the actuator to load the driveline so that the joint moves in the opposite direction and at different speeds which may be equal to (or different from) the speeds used in step 610. At the same time, the control 140 monitors the joint torque during movement in this opposite direction.

Vid steg 630 bestämmer styrenheten 140 sedan den viskösa friktionen från det övervakade motorvridmomentet som erhållits under ledens rörelser i de båda riktningama. 19 Stegen 640-670 är identiska med stegen 200 till 230 i fig. 2 och kommer inte att preciseras närmare här.At step 630, the controller 140 then determines the viscous friction from the monitored engine torque obtained during joint movements in both directions. Steps 640-670 are identical to steps 200 to 230 in fi g. 2 and will not be specified further here.

Ett sätt att förbättra metodens prestanda, enligt de utföringsformerna som beskrivits tidigare i figurema 2-6, är att med ett exciterande slag påverka manipulatom 110, vilket illustreras i fig. 7.One way to improve the performance of the method, according to the embodiments described earlier in Figures 2-6, is to actuate the manipulator 110 with an exciting stroke, as illustrated in Figure 7.

Vid steg 700 ges manipulatom 110 det exciterande slaget antingen automatiskt eller av robotoperatören med hjälp av något föremål så att rörelse hos alla leder 112, 114 och 116-119 för alla frihetsgrader åstadkommes.At step 700, the manipulator 110 is given the exciting beat either automatically or by the robot operator by means of some object so that movement of all joints 112, 114 and 116-119 for all degrees of freedom is effected.

Vid steg 710 övervakar styrenheten 140 ledmotoms vridmoment och ledpositionen för var och en av lederna i manipulatom 110. Detta inträffar under och efter exciteringen i steg 700.At step 710, the controller 140 monitors the torque of the articulation motor and the articulation position of each of the joints in the manipulator 110. This occurs during and after the excitation in step 700.

Vid steg 720 bestämmer styrenheten 140 en resonansfrekvens för manipulatom 110 baserat på data från övervakningen av motorrnoment och position för varje led 112, 114, 116-119, och särskilt för leden med det största tröghetsmomentet. Resonansfrekvensen kan vara frekvensinnehållet hos respektive leds motorström som registreras under och efter exciteringen i steg 700. Den lägsta resonansfrekvensen ger en indikation på möjlig prestanda för ledrörelsema under bestämningen av tidigare nämnda ledparametrar, såsom friktion, glapp och eftergivlighet.At step 720, the controller 140 determines a resonant frequency of the manipulator 110 based on data from the monitoring of motor torque and position for each joint 112, 114, 116-119, and in particular for the joint with the greatest moment of inertia. The resonant frequency may be the frequency content of each joint motor current recorded during and after the excitation in step 700. The lowest resonant frequency gives an indication of possible performance of the joint movements during the determination of the aforementioned joint parameters, such as friction, play and flexibility.

Vid steg 730 bestämmer styrenheten 140 motormomentet och positionen för leden inom det intervall som uppåt begränsas av den lägsta resonansfrekvensen som bestämdes i steg 720.At step 730, the controller 140 determines the motor torque and position of the joint within the upward range limited by the lowest resonant frequency determined in step 720.

Det är med styrning i detta frekvensområde som styrenheten 140 kommer att bestämma ledparametrar enligt metoden med utföringsforrner enligt de tidigare beskrivna figurerna 2-6.It is with control in this frequency range that the control unit 140 will determine hinge parameters according to the method of embodiments according to the previously described figures 2-6.

Därefter fortskrider metoden till steg 740 till 770 som är identiska med stegen 200 till 230 som beskrivits i samband med utföringsforrnen enligt fig. 2, och därför kommer dessa steg inte att preciseras närmare.Thereafter, the method proceeds to steps 740 to 770 which are identical to steps 200 to 230 described in connection with the embodiments of Fig. 2, and therefore these steps will not be further specified.

Den beskrivna metoden med utföringsforrner enligt figurema 2-7 kan också inkludera steget att bestämma kinematiska parametrar (visas ej) för roboten, baserat på de bestämda egenskaperna hos drivlinans dynamik för manipulatom 110. Styrenheten 140 kan innefatta lagrade nominella (okalibrerade) kinematiska parametrar. Sådana parametrar kan i stället erhållas via inmatning till styrenheten 140 av uppgifter från datablad. Detta steg skulle föregå stegen i de utföringsforrner av metoden som beskrivs av figurerna 2-7. Slutligen, efter bestämning av parametrarna for var och en av ledema 112, 114, och 116-119 i enlighet med metodens utföringsformer som visas i figurerna. 2-7, så kan de nominella kinematiska parametrama uppdateras baserat på de bestämda ledegenskaperna.The described method of embodiments of Figures 2-7 may also include the step of determining kinematic parameters (not shown) of the robot, based on the determined characteristics of the driveline dynamics of the manipulator 110. The controller 140 may include stored nominal (uncalibrated) kinematic parameters. Such parameters can instead be obtained via input to the control unit 140 of data from data sheets. This step would precede the steps in the embodiments of the method described in Figures 2-7. Finally, after determining the parameters of each of the links 112, 114, and 116-119 according to the embodiments of the method shown in the figures. 2-7, the nominal kinematic parameters can be updated based on the determined guidance characteristics.

Fig. 8 illustrerar ett hysteresdiagram 800 for en led hos manipulatom 110. Diagrammet illustrerar ledmotorrnomentet Fm som fiinktion av ställdonets position x.Fig. 8 illustrates a hysteresis diagram 800 for a joint of the manipulator 110. The diagram illustrates the joint motor number Fm as a function of the position x of the actuator.

Med start från motormoment noll för leden och en referentiell ställdonsposition som identifierats som x = 0, så instruerar styrenheten 140 ställdonet att belasta drivlinan så att leden rör sig till position X2 under övervakning av ledmotoms vridmoment och position i termer av det trots fastspänningen faktiskt föränderliga ställdonspositionen, vilket framgår av ställdonsrörelsen i steget 810, som fram till positionen X1 ger noll eller väsentligen noll ledmotorrnoment men en mätbar positionsförändring. Detta tyder på att det sannolikt finns en glapp. Denna situation kvarstår fram till den punkt i fig. 8 där vridmomentet F m börjar öka med ökad position x. Under denna fas fungerar drivlinan normalt med avsedd överföring av vridmoment. Styrenheten 140 påverkar ledmotom vid position X2 så att den belastar i motsatt riktning. 1 diagrammet visas att ledens motorvridmoment är lägre vid rörelser i den motsatta riktningen vid steg 320 än under den första rörelsen vid 810. Från kurvoma i steg 810 och 820 i fig. 8 kan ett värde för friktion i drivlinan bestämmas. När ställdonet orsakar rörelse i den negativa x-riktningen i steg 830 framgår det också av fig. 8 att fram till läge X1 registrerar styrenheten 140 inget eller väsentligen inget vridmoment. Därav erhålls, utifrån avståndet mellan positioner -X1 och X1, värdet på glappet i drivlinan. Härefter rör sig ställdonet förbi - X1 i negativ riktning mot -X2 tills kontakt uppnås med drivlinans mekanism, vilket kan mätas igen som en icke-noll-vridmoment. Motsvarande ledrörelsen vid stegen 810 och 820 rör sig leden tillbaka från positionen - X2 tills x = 0 i steg 840, vilket resulterar i ett lägre (absolutbelopp) för ledens motonnoment än vid steg 830.Starting from motor torque zero for the joint and a referential actuator position identified as x = 0, the control unit 140 instructs the actuator to load the driveline so that the joint moves to position X2 while monitoring the joint motor torque and position in terms of the actuator position actually changing despite clamping , as can be seen from the actuator movement in step 810, which up to the position X1 gives zero or substantially zero articulated motor numbers but a measurable position change. This indicates that there is probably a gap. This situation remains until the point in Fig. 8 where the torque F m begins to increase with increased position x. During this phase, the driveline normally operates with the intended transmission of torque. The control unit 140 acts on the articulated motor at position X2 so that it loads in the opposite direction. The diagram shows that the engine torque of the joint is lower in movements in the opposite direction at step 320 than during the first movement at 810. From the curves in steps 810 and 820 in Fig. 8 a value for friction in the driveline can be determined. When the actuator causes movement in the negative x-direction in step 830, it also appears from Fig. 8 that up to position X1 the control unit 140 registers no or substantially no torque. From this, based on the distance between positions -X1 and X1, the value of the play in the driveline is obtained. Thereafter, the actuator moves past -X1 in the negative direction towards -X2 until contact is achieved with the driveline mechanism, which can be measured again as a non-zero torque. Corresponding to the joint movement at steps 810 and 820, the joint moves back from the position - X2 until x = 0 in step 840, which results in a lower (absolute amount) for the motor torque of the joint than at step 830.

Uppfinningen hänför sig även till en datorprogramprodukt innefattande ett datoranvändbart medium med datorläsbar kod som ingår däri for att bestämma åtminstone en egenskap hos en manipulatorled, varvid nämnda manipulator är konfigurerad att drivas av åtminstone ett ställdon, med ställdonet konfigurerat för att driva den nämnda leden via en drivlina, samt en styrenhet konfigurerad att styra nämnda manipulator, vari datorprogrammet innefattar instruktionsuppsättningar för: - fastspänning av manipulatom till en punkt irummet, så att manipulatom når en fördefinierad 21 fasthållen pose och så att åtminstone en egenskap hos nämnda leden entydigt kan identifieras; - påverkan av nämnda drivlina under övervakningen av ett vridmoment och positionen for nämnda ställdon, for att bestämma utvärdena från nämnda ställdon motsvarande åtminstone två olika positioner av nämnda led; - bestämning av åtminstone en egenskap hos nämnda led, baserat på åtminstone resultatet av en jämförelse av nämnda utvärden.The invention also relates to a computer program product comprising a computer usable medium with computer readable code contained therein for determining at least one property of a manipulator joint, said manipulator being configured to be driven by at least one actuator, with the actuator configured to drive said actuator via a driveline, and a control unit configured to control said manipulator, wherein the computer program comprises instruction sets for: clamping the manipulator to a point in space, so that the manipulator reaches a predefined 21 held pose and so that at least one property of said joint can be unambiguously identified; actuating said drive line during the monitoring of a torque and the position of said actuator, in order to determine the values from said actuator corresponding to at least two different positions of said joint; determining at least one property of said link, based on at least the result of a comparison of said output values.

Uppfinningen hänför sig vidare till ett datorprogramprodukt innefattande datorinstruktioner vilka medför att ett datorsystem utfor metoden som förklarats ovan, när datoms instruktioner utfors på nämnda datorsystem.The invention further relates to a computer program product comprising computer instructions which cause a computer system to perform the method explained above, when the computer's instructions are executed on said computer system.

Claims (14)

1. 21
Claims
3. Method for deterrnining at least one property of a joint of a manipulator (110), Whereinsaid manipulator is configured to be driven by at least one actuator, the actuator beingconfigured to drive said joint (112, 114, 116-119) via a drive train and a controller (140)configured to control said manipulator, the method comprising: - docking (200) a moveable part of the manipulator to a point in space, such that themanipulator reaches a clamped pose and While in said clamped pose: - actuating (210) said drive train While monitoring one or more parameters related to atorque of said actuator and While monitoring a motor position in order to determine (220)output values of said actuator corresponding to different joint positions of saidmanipulator; and - deterrnining (230) at least one property of said joint based on at least the result of a comparison of said output values.
4. Method according to claim 1, comprising releasing the manipulator from the docked point in space and updating the controller according to the deterrnined property of said joint.
5. Method according to claim 1, Wherein the steps of actuating said drive train anddeterrnining the at least one property of said joint comprise deterrnining a backlash for thedrive train by: - establishing (310) an initial joint position for said joint; - obtaining (320) a static joint motor friction value; - actuating (330) said drive train until essentially zero drive train input torque is detectedand a first stable joint position is achieved; - deterrnining (350) a first output value comprising a first angle for said actuator at thefirst stable joint position; - actuating (360) said drive train until a second stable joint position is achieved; - deterrnining (370) a second output value comprising a second angle for said actuator atthe second stable joint position; - deterrnining (380) the backlash by comparing the first and the second angle; and - deterrnining said at least one property based on said backlash. 22
6. Method according to claim 3, Wherein the step of obtaining a static joint motor frictionValue comprises: - estimating static joint motor friction by perforrning motor movements until a minimumsum of the torque in both motor directions is obtained, and - using the torque value as a static motor friction parameter.
7. Method according to claim 3, fiarther comprising deterrnining a compliance for said jointusing the steps of: - adjusting (410) an initial joint position, such that contact of the joint drive train at oneside of the backlash is established; - actuating (430) said drive train in one direction until zero torque is reached anddeterrnining (450) a first joint position; - actuating (460) said drive train in the opposite direction until zero torque is reached anddeterrnining (480) a second joint position; - deterrnining (490) the compliance by comparing the first and second joint positions inrelation to the initial joint position; and - deterrnining said property value also depending on said compliance.
8. Method according to one of the claims l-4, Wherein prior to docking the movable part ofthe manipulator to a point in space, the method comprises the steps: - actuating (500) said drive train such that the at least one joint is moved at a first speedbelow a predefined threshold value in one direction While monitoring the one or moreparameters related to a torque of said actuator; - actuating (5 l0) said drive train such as to stop the joint movement; - actuating (520) said drive train such that the at least one joint is moved at a second speedbelow the predefined threshold value in the opposite direction While monitoring the one ormore parameters related to a torque of said actuator; - deterrnining (530) a static friction value for the at least one joint from an observed valueof the motor torque during the movement of the joint; and - deterrnining said at least one property value also depending on said static friction value.
9. Method according to one of the claims l-3, Wherein prior to docking the movable part ofthe manipulator to a point in space, the method further comprises: - actuating (600) said drive train such that one or more j oints are moved With different
10. 23 speeds in one direction; - actuating (610) said drive train such as to stop the movement of the one or more joints;- actuating (620) said drive train such that the one or more joints are moved in theopposite direction and; - deterrnining (630) viscous friction values for the one or more joints from observed peakvalues for motor torques related to one or more joints during the movement of the one or more joints; and - deterrnining said at least one property value also depending on said static friction values. Method according to one of the claims 1-5, Wherein prior to docking the movable part ofthe manipulator to a point in space, the method further comprises: - impacting (700) an tool exchanger of the manipulator, such that all degrees of freedomof the tool exchanger are excited; - monitoring (710) at least one joint actuator torque and joint position, and during saidimpacting: - deterrnining (720) at least one resonant frequency for said joint from the monitored jointactuator torque and joint position; - deterrnining (730) a joint actuator torque and joint position Within a frequency intervalfor said drive train for said joint based on the resonant frequency deterrnined; and - actuating said drive train for said joint Within the frequency interval deterrnined. Method according to one of the claims 1-6, Wherein docking With a point in spacecomprises positioning a tool exchanger (121) of said manipulator at a docking item (160)Within a Work-space of the manipulator and contacting one point on the docking item With the tool exchanger. Method according to one of the claims 1-7, Wherein said manipulator comprises a plurality of joints (112, 114, 116-119) each actuated by one or several actuators via adrive train, Wherein the method comprises repeating said driving steps for the one orseveral actuators to provide joint property values for a plurality of joints for the same clamped pose of the manipulator.
11.
12.
13.
14. 24 Method according to any of the preceding claims, comprising docking said manipulator toseveral points in space, such that said manipulator reaches several clamped poses and While docked, performing the method steps in these clamped poses. Method according to one of the preceding claims, comprising:- obtaining nominal kinematic parameters for the manipulator; and- updating said nominal kinematic parameters based on said least one deterrnined property of said joint. System for deterrnining at least one property of a joint (112, 114, 116-119) of amanipulator, comprising: - a manipulator (110) comprising at least one actuator configured to drive said joint via adrive train and a controller (140) configured to control said manipulator, - a docking item (160) configured to provide at least point in space for docking of themanipulator, Wherein the controller is further configured to control the manipulator todock to the at least one point in space provided by the docking item, such that themanipulator reaches a clamped pose, characterized in that the controller is further configured, such that When the manipulator isin said clamped pose, to control the actuator to actuate said drive train While monitoring aparameter related to a torque of said actuator and to monitor the joint position in order todetermine output values of said actuator corresponding to different joint positions of saidmanipulator and to determine at least one property of said joint based on at least the result of a comparison of said output values. Clamping item (160) configured to provide at least one point in space for docking amanipulator (110) in order to determine at least one property of a joint of the manipulator according to the method in claims 1-12.
SE1251196A 2012-10-23 2012-10-23 Method and system for determining at least one property of a manipulator SE536708C2 (en)

Priority Applications (18)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1251196A SE536708C2 (en) 2012-10-23 2012-10-23 Method and system for determining at least one property of a manipulator
BR112015008933-0A BR112015008933B1 (en) 2012-10-23 2013-10-21 method and system for determining at least one joint property, method for determining at least one joint property for a manipulator, and computer program product
HUE13795603A HUE033139T2 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint
ES13795603.3T ES2622304T3 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determining at least one property of a joint
KR1020157013379A KR102144142B1 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint
EP13795603.3A EP2911832B1 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint
PCT/SE2013/051224 WO2014065744A1 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint
JP2015537664A JP6238421B2 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determining at least one characteristic of a joint
DK13795603.3T DK2911832T3 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determining at least one property of a joint
RU2015114788A RU2667938C2 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint
CA2887038A CA2887038C (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint
MX2015005051A MX343791B (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint.
AU2013335352A AU2013335352B2 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint
US14/436,233 US9645565B2 (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint
CN201380055381.7A CN104736307B (en) 2012-10-23 2013-10-21 For determining the method and system of at least one characteristic of joint
PT137956033T PT2911832T (en) 2012-10-23 2013-10-21 Method and system for determination of at least one property of a joint
IN3959DEN2015 IN2015DN03959A (en) 2012-10-23 2015-05-08
HK15112410.0A HK1211538A1 (en) 2012-10-23 2015-12-16 Method and system for determination of at least one property of a joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1251196A SE536708C2 (en) 2012-10-23 2012-10-23 Method and system for determining at least one property of a manipulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1251196A1 true SE1251196A1 (en) 2014-04-24
SE536708C2 SE536708C2 (en) 2014-06-10

Family

ID=49641828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1251196A SE536708C2 (en) 2012-10-23 2012-10-23 Method and system for determining at least one property of a manipulator

Country Status (18)

Country Link
US (1) US9645565B2 (en)
EP (1) EP2911832B1 (en)
JP (1) JP6238421B2 (en)
KR (1) KR102144142B1 (en)
CN (1) CN104736307B (en)
AU (1) AU2013335352B2 (en)
BR (1) BR112015008933B1 (en)
CA (1) CA2887038C (en)
DK (1) DK2911832T3 (en)
ES (1) ES2622304T3 (en)
HK (1) HK1211538A1 (en)
HU (1) HUE033139T2 (en)
IN (1) IN2015DN03959A (en)
MX (1) MX343791B (en)
PT (1) PT2911832T (en)
RU (1) RU2667938C2 (en)
SE (1) SE536708C2 (en)
WO (1) WO2014065744A1 (en)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10383765B2 (en) 2012-04-24 2019-08-20 Auris Health, Inc. Apparatus and method for a global coordinate system for use in robotic surgery
SE537534C2 (en) 2013-08-27 2015-06-02 Cognibotics Ab Method and system for determining at least one property of a manipulator
DE102013223603A1 (en) * 2013-11-19 2015-05-21 Ferrobotics Compliant Robot Technology Gmbh robot arm
US10499999B2 (en) 2014-10-09 2019-12-10 Auris Health, Inc. Systems and methods for aligning an elongate member with an access site
CN107075079B (en) 2014-10-27 2020-05-08 Ctech胶粘剂有限责任公司 Assembly method or staged PSA system using ultraviolet curable Pressure Sensitive Adhesive (PSA)
EP3218150B1 (en) * 2014-11-12 2021-05-12 ABB Schweiz AG Determining a calibration position of a robot joint
CA2978520C (en) * 2015-03-23 2023-01-17 National Research Council Of Canada Multi-jointed robot deviation under load determination
GB201603283D0 (en) * 2016-02-25 2016-04-13 Johnson Electric Sa Method of reducing noise from a HVAC system
WO2017167687A2 (en) 2016-03-29 2017-10-05 Cognibotics Ab Method, constraining device and system for determining geometric properties of a manipulator
US11209121B2 (en) * 2016-04-26 2021-12-28 The Boeing Company Lifting support device and method of controlling operation
US10413373B2 (en) 2016-08-16 2019-09-17 Ethicon, Llc Robotic visualization and collision avoidance
US10182875B2 (en) * 2016-08-16 2019-01-22 Ethicon Llc Robotic visualization and collision avoidance
WO2019005699A1 (en) 2017-06-28 2019-01-03 Auris Health, Inc. Electromagnetic field generator alignment
EP3644886A4 (en) 2017-06-28 2021-03-24 Auris Health, Inc. Electromagnetic distortion detection
DE102017211549A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Kuka Deutschland Gmbh Method for monitoring the wear of a gearbox
JP2020532405A (en) 2017-09-05 2020-11-12 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ Control arm of robotic surgery system including dual encoder
US10464209B2 (en) 2017-10-05 2019-11-05 Auris Health, Inc. Robotic system with indication of boundary for robotic arm
US10016900B1 (en) * 2017-10-10 2018-07-10 Auris Health, Inc. Surgical robotic arm admittance control
JP6984348B2 (en) * 2017-11-27 2021-12-17 トヨタ自動車株式会社 Rigidity detector
JP6973504B2 (en) * 2017-12-06 2021-12-01 日本電産株式会社 Device ID setting device and setting method
CN108015750A (en) * 2018-01-15 2018-05-11 上海联影医疗科技有限公司 Medical mechanical arm
JP6862604B2 (en) * 2018-03-07 2021-04-21 株式会社Ｆｕｊｉ Inertia parameter identification system and inertial parameter identification method for vertical articulated robots, and control device and control method for vertical articulated robots
CN108381542A (en) * 2018-04-04 2018-08-10 中国科学院自动化研究所 Submarine mechanical arm based on mixed drive
CN108716962A (en) * 2018-05-10 2018-10-30 珞石（山东）智能科技有限公司 Robot end's force snesor zero bias scaling method synchronous with load parameter
WO2020008751A1 (en) * 2018-07-02 2020-01-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Robot control method and robot control device
US11353345B2 (en) * 2019-07-22 2022-06-07 Boston Dynamics, Inc. Magnetic encoder calibration
EP4025921A4 (en) 2019-09-03 2023-09-06 Auris Health, Inc. Electromagnetic distortion detection and compensation
GB2588629B (en) * 2019-10-29 2024-01-03 Cmr Surgical Ltd Robotic joint control
KR102356660B1 (en) * 2019-11-01 2022-02-07 주식회사 뉴로메카 Friction Compensation Method for Multi-DOF Cooperative Robots
US11772260B2 (en) * 2019-11-22 2023-10-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Planetary gear transmission device and robot having the same
CN110928180B (en) * 2019-12-04 2023-03-28 中国直升机设计研究所 Hysteresis compensation method and device for actuator
RU202008U1 (en) * 2020-07-03 2021-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Арипикс Роботикс" SIX-AXIS ROBOT WITH FIVE ROTARY AND ONE LINEAR VERTICAL AXIS
GB2596813A (en) * 2020-07-06 2022-01-12 Cmr Surgical Ltd Characterising the performance of a robotic joint
US11959823B2 (en) * 2020-09-23 2024-04-16 Schlumberger Technology Corporation Measuring backlash of a drive train
US11826910B2 (en) * 2021-05-20 2023-11-28 Carnegie Mellon University Direct drive end-effectors with parallel kinematics

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS529785A (en) * 1975-07-11 1977-01-25 Koike Sanso Kogyo Co Ltd Accuracy compensation method in spotting servo system
US4598942A (en) * 1984-07-23 1986-07-08 Westinghouse Electric Corp. Force-controlled gripper with adaptive accommodation
JPS62150405A (en) * 1985-12-23 1987-07-04 Omron Tateisi Electronics Co Industrial robot controller
US4943468A (en) * 1988-10-31 1990-07-24 Texas Instruments Incorporated Ceramic based substrate for electronic circuit system modules
JPH053697U (en) * 1991-06-28 1993-01-19 株式会社椿本チエイン Backlash reduction structure of planetary differential reducer
CN2131646Y (en) * 1992-05-08 1993-05-05 付天章 Automatic compensator for clearance of gears and screw pair of machine tools
JPH06222817A (en) * 1993-01-27 1994-08-12 Komatsu Ltd Robot weaving controller
JP2620488B2 (en) * 1993-05-13 1997-06-11 株式会社明電舎 Master / slave type industrial manipulator
WO1995005270A1 (en) * 1993-08-18 1995-02-23 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Wrist structure for articulated robots
JP3902256B2 (en) * 1994-09-30 2007-04-04 三菱電機株式会社 Positioning device
JP2762943B2 (en) * 1995-01-24 1998-06-11 株式会社明電舎 Master arm operating device for multi-axis master / slave type servo manipulator
US6060854A (en) * 1998-11-12 2000-05-09 Vickers, Inc. Method and apparatus for compensating for windup in a machine
FI114947B (en) * 2002-09-13 2005-01-31 Metso Automation Oy Method and plant for determining hysteresis for a process device in a process
JP3868928B2 (en) 2003-06-09 2007-01-17 三菱電機株式会社 Robot positioning error correction device
JP2006101605A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Japan Servo Co Ltd Motor with parallel gear reducer
WO2009064367A2 (en) * 2007-11-09 2009-05-22 Ermi, Inc. Multi-section limb and ligament evaluation apparatus and associated methods for using same
JP2009198203A (en) * 2008-02-19 2009-09-03 Yaskawa Electric Corp Method for computing amount of backlash and direct-acting robot system
CN100581757C (en) * 2008-07-28 2010-01-20 哈尔滨工业大学 Finger base joint transmission mechanism of dexterous robot hand with adjustable pre-tightening and transmission inter space
CN102233585A (en) * 2010-04-29 2011-11-09 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 Arm member of robot
JP5618198B2 (en) 2010-09-24 2014-11-05 株式会社安川電機 Hand and robot
WO2012076038A1 (en) 2010-12-06 2012-06-14 Abb Research Ltd. A method for calibrating a robot unit, a computer unit, a robot unit and use of a robot unit

Also Published As

Publication number Publication date
KR102144142B1 (en) 2020-08-12
ES2622304T3 (en) 2017-07-06
US9645565B2 (en) 2017-05-09
JP6238421B2 (en) 2017-11-29
HUE033139T2 (en) 2017-11-28
RU2015114788A3 (en) 2018-08-02
RU2015114788A (en) 2016-12-20
EP2911832B1 (en) 2017-02-08
IN2015DN03959A (en) 2015-10-02
BR112015008933A2 (en) 2017-07-04
HK1211538A1 (en) 2016-05-27
CN104736307A (en) 2015-06-24
WO2014065744A1 (en) 2014-05-01
CN104736307B (en) 2017-03-08
JP2015536249A (en) 2015-12-21
EP2911832A1 (en) 2015-09-02
US20150248121A1 (en) 2015-09-03
BR112015008933B1 (en) 2021-02-09
MX2015005051A (en) 2015-12-09
CA2887038C (en) 2020-10-20
AU2013335352B2 (en) 2016-12-22
WO2014065744A4 (en) 2014-07-10
KR20150086277A (en) 2015-07-27
DK2911832T3 (en) 2017-05-22
CA2887038A1 (en) 2014-05-01
PT2911832T (en) 2017-05-08
MX343791B (en) 2016-11-23
AU2013335352A1 (en) 2015-04-16
SE536708C2 (en) 2014-06-10
RU2667938C2 (en) 2018-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE1251196A1 (en) Method and system for determining at least one property of a manipulator
CN107421442B (en) Robot positioning error online compensation method assisted by external measurement
CN109196429B (en) Method, constraint device and system for determining geometrical characteristics of manipulator
JP5927259B2 (en) Robot system for force control
US7954250B2 (en) CMM Arm with enhanced manual control
US20220105628A1 (en) Obtaining the gear stiffness of a robot joint gear of a robot arm
EP3326037B1 (en) System and method for determining tool offsets
CN109382824B (en) Method for operating a robot and robot system
JP6044511B2 (en) Robot control method and robot system
KR20220020242A (en) Method for Determining the Weight and Center of Gravity of a Robot Manipulator Cargo
SE516720C2 (en) Equipment for controlling an industrial robot and a procedure for programming and / or adjusting the movement of the robot
EP1920215B1 (en) Cmm arm with enhanced manual control
CN113711138B (en) Servo control device
JP2018069381A (en) Control method for gripping device, gripping device, robot device and manufacturing method of component
KR101675522B1 (en) Robot control system, method and computer readable medium
CN107807553B (en) Control device, control method, and storage medium
Saied et al. Actuator and friction dynamics formulation in control of pkms: From design to real-time experiments
JP2012254524A (en) Robot, and teaching method for the same
CN110986919A (en) Pose/force testing device based on six-degree-of-freedom flexible parallel mechanism
KR101465705B1 (en) Robot having a stabilization apparatus and method for stablizing robot
WO2015119489A2 (en) Servomechanism with controllable force of action
EP4329989A1 (en) Method of calibrating manipulator, control system and robot system
Homaei et al. Optimal path planning for flexible redundant robot manipulators
JP2005246541A (en) Control method for parallel link device

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed